電気回路Ⅱ

科目基礎情報

学校	仙台高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	電気回路Ⅱ
科目番号	0009	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	ロボティクスコース	対象学年	3
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	なし/適宜、教員が教材を提示
担当教員	本郷 哲,中村 富雄,櫻庭 弘,若生 一広,矢入 聡,鈴木 知真

到達目標

・R、L、C素子における電圧と電流の関係を理解し、正弦波交流回路の計算ができる。
･ 共振回路、結合回路の計算ができる。
・RL、RC、RLC直列回路等直流応答を計算できる。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
交流回路の基礎	参考書等を用いて以下の全てをできる。 1.周波数や位相、平均値と実効値の計算 2.正弦波交流のフェーザ表示の説明 3.R、L、C素子における電圧と電流の関係の説明 4.瞬時値、フェーザ表示を用いた交流回路の計算 5.インピーダンスとアドミタンスの計算	参考書等を用いて以下の４つをできる。 1.周波数や位相、平均値と実効値の計算 2.正弦波交流のフェーザ表示の説明 3.R、L、C素子における電圧と電流の関係の説明 4.瞬時値、フェーザ表示を用いた交流回路の計算 5.インピーダンスとアドミタンスの計算	参考書等を用いてもできるものが３つ以下。 1.周波数や位相、平均値と実効値の計算 2.正弦波交流のフェーザ表示の説明 3.R、L、C素子における電圧と電流の関係の説明 4.瞬時値、フェーザ表示を用いた交流回路の計算 5.インピーダンスとアドミタンスの計算
交流回路の計算	参考書等を用いて以下の全てができる。 1.キルヒホッフの法則を用いた交流回路の計算 2.合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いた交流回路の計算	参考書等を用いて以下のいずれかができる。 1.キルヒホッフの法則を用いた交流回路の計算 2.合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いた交流回路の計算	参考書等を用いても以下の全てができない。 1.キルヒホッフの法則を用いた交流回路の計算 2.合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いた交流回路の計算
共振回路	参考書等を用いて直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。	参考書等を用いて直列共振回路と並列共振回路の計算方法を説明できる。	参考書等を用いても直列共振回路と並列共振回路の計算方法を説明できない。
結合回路	参考書等を用いて以下の全てができる。 1.相互誘導回路の計算 2.理想変成器の説明	参考書等を用いて以下のいずれかができる。 1.相互誘導回路の計算 2.理想変成器の説明	参考書等を用いても以下の全てができない。 1.相互誘導回路の計算 2.理想変成器の説明
交流電力	参考書等を用いて交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。	参考書等を用いて交流電力と力率を説明できる。	参考書等を用いても交流電力と力率を説明できない。
過渡現象	参考書等を用いて以下の全てを説明できる。 1.RL・RC直列回路等の単エネルギー回路の直流応答を計算できる。 2.RLC直列回路等の複エネルギー回路の直流応答を計算できる。	参考書等を用いて以下のいずれかを説明できる。 1.RL・RC直列回路等の単エネルギー回路の直流応答を計算説明できる。 2.RLC直列回路等の複エネルギー回路の直流応答を計算できる。	参考書等を用いても以下の全てを説明できない。 1.RL・RC直列回路等の単エネルギー回路の直流応答を計算説明できる。 2.RLC直列回路等の複エネルギー回路の直流応答を計算できる。
電気エネルギーと環境問題		参考書等を用いて電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりを説明できる。	参考書等を用いても電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりを説明できない。

学科の到達目標項目との関係

 学習・教育到達度目標  １ ロボティクスの体系的な知識と技術を身に付ける。

学習・教育到達度目標 ２  機械・電気・電子・情報等の基盤技術を身に付ける。

学習・教育到達度目標 ３ ロボティクスの視点に立った論理的かつ実践的思考力を身に付ける。

教育方法等

概要:

創造的で実践的な技術者を養成することを目標に、交流回路に関する基礎的な知識と技術を習得する。これらの知識・技術は、実際のビジネスシーンに応えるために、デザイン思考（共感・問題定義・アイデア創出・プロトタイピング・検証）プロセスで活用できるものとして定着されることを目指す。

授業の進め方・方法:

本科目の内容は、教員の監督下でグループワーク等、受講者の能動的な活動を通してその習得を行う。
毎週、培った知識・技術をその振り返り、次回の目標等を週報としてまとめ、提出する。
事前学習（予習）：前回の授業内容を受けて、次回の授業での到達目標を考える。
事後学習（復習）：毎回の授業後に授業内容を振り返り、週報としてまとめる。

注意点:

・本科目では、高専機構が定めるモデルコアに基づく上記ルーブリックに準拠したCBTにより成績評価を行う。CBTは原則として、何度でも受験可能とする。
・本科目で培った知識・技術は「ロボティクス実験Ⅰ」内のアクティビティにおいて活用することが好ましい。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス	授業概要・授業の進め方・成績評価の方法について説明できる。
		2週	アクティビティテーマの決定	社会的に新規性がある、価値あるテーマを設定できる。
		3週	交流回路の基礎①	複素数と極表示を説明できる。
		4週	交流回路の基礎②	正弦波交流の瞬時値表示、フェーザ表示を説明できる。
		5週	交流回路の基礎③	周波数や位相、平均値と実効値を計算できる。
		6週	交流回路の基礎④	R、L、C素子における電圧と電流の関係が説明できる。
		7週	成果発表のための準備	これまでの成果をまとめ、発表の準備ができる。
		8週	成果発表	成果の発表・意見交換を行い、今後の予定に取り入れられる。
	2ndQ
		9週	交流回路の基礎⑤	インピーダンス、アドミタンスが計算できる。
		10週	交流回路網の計算①	キルヒホッフの法則を用いて交流回路が計算できる。
		11週	交流回路網の計算②	合成インピーダンス、合成アドミタンスを計算できる。
		12週	交流回路網の計算③	合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いて交流回路が計算できる。
		13週	直列共振回路	直列共振回路の計算ができる。
		14週	並列共振回路	並列共振回路の計算ができる。
		15週	成果発表のための準備	これまでの成果をまとめ、発表の準備ができる。
		16週	成果発表	成果の発表・意見交換を行い、今後の予定に取り入れられる。
後期
	3rdQ
		1週	アクティビティテーマの修正	社会的に新規性がある、価値あるテーマを設定できる。
		2週	交流電力の概要	交流電力を分類し、説明できる。
		3週	交流電力①	交流電力と力率を説明できる。
		4週	交流電力②
		5週	交流電力③	直列回路の有効電力、皮相電力、無効電力を計算できる。
		6週	交流電力④	直並列回路の有効電力、皮相電力、無効電力を計算できる。
		7週	成果発表のための準備	これまでの成果をまとめ、発表の準備ができる。
		8週	成果発表	成果の発表・意見交換を行い、今後の予定に取り入れられる。
	4thQ
		9週	これまでの学習のチェック	これまで学習した内容のアセスメントを行い、振り返り学習状況を確認する。
		10週	交流回路の総復習	正弦波交流の瞬時値表示、フェーザ表示を理解し、RLCの素子の電圧電流特性を理解し、計算ができる。
		11週	インピーダンス、共振回路の復習	インピーダンスの計算を複素数を用いて行い、共振を求めることができる。
		12週	交流電力の復習（１）	交流電力と力率を説明できる。
		13週	交流電力の復習（２）	有効電力、皮相電力、無効電力を説明できる。
		14週	結合回路	相互誘導、相互インダクタンスについて説明できる。
		15週	過渡現象	RLC直列回路等の複エネルギー回路の過渡応答（ステップ入力）を計算できる。
		16週	電気エネルギーと環境問題	電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりについて説明できる。

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類		分野	学習内容	学習内容の到達目標	到達レベル	授業週
専門的能力	分野別の専門工学	電気・電子系分野	電気回路	正弦波交流の特徴を説明し、周波数や位相などを計算できる。	3	前5
				平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。	3	前5
				正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。	3	前4
				R、L、C素子における正弦波電圧と電流の関係を説明できる。	3	前6
				瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。	3	前10
				フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。	3	前10
				インピーダンスとアドミタンスを説明し、これらを計算できる。	3	前9
				キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。	3	前10
				合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いて、交流回路の計算ができる。	3	前12
				直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。	3	前13,前14
				相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。	3	後9,後10,後11
				理想変成器を説明できる。	3	後11
				交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。	3	後2,後3,後4,後5,後6
				RL直列回路やRC直列回路等の単エネルギー回路の直流応答を計算し、過渡応答の特徴を説明できる。	3	後12
				RLC直列回路等の複エネルギー回路の直流応答を計算し、過渡応答の特徴を説明できる。	3	後13
			電力	電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりについて説明できる。	3	後14

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	100	0	0	0	0	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	100	0	0	0	0	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0