電気を学ぶ意義、直流回路、静電気、電流と磁気、交流回路について理解し、基本的な直流・交流回路の電圧、電流、抵抗に関する計算ができることを目標とする。一部、演習により素子が扱えるようにする。
概要:
「ものづくり」の基本素養を身につけるため、電気・電子工学の入門となる直流回路の基礎を学ぶ。電気を学ぶ意義、電気回路の構成、抵抗、コイル、コンデンサに流れる電流と電圧の関係について講義し、直列、並列、直並列回路など基本的な直流・交流回路の電圧、電流、抵抗に関する計算演習を行う。
授業の進め方・方法:
講義(90%)とアクティブな演習(10%)を併用する。演習は、回路の計算演習の他、ブレッドボードを使った簡易実験演習を行う。
<事前学習>
授業の内容を理解するため事前に教科書を読み、分からないところを明らかにしておくこと。
<事後学習>
授業で実施しなかった教科書の問題を解くこと。
注意点:
中学理科で学んだ電気の内容をしっかり復習しておくこと。 回路網の問題を解くために、連立方程式の解法を理解しておくこと。
授業で行う演習課題については、必ず提出すること。
| 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 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 3 | 前2,前8,後14 |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | 前3,前8,後14 |
| キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | 前5,前7,前8,後14 |
| 合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | 前4,前7,前8,後14 |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 3 | 前6,前7,前8,後14 |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前10,前16,後14 |
| 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 | 後7,後8,後16 |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 後7,後8,後16 |
| 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 | 後7,後8,後16 |
| 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 | 後9,後10,後16 |
| 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 | 後9,後10,後12,後16 |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 3 | 後11,後16 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 2 | 後8,後9,後10,後16 |
| 電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 3 | 前12,前16,後14 |
| 電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 3 | 前13,前16,後14 |
| ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 3 | 前13,後14 |
| 導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 3 | 前12,後14 |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | 前13,後14 |
| 静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 3 | 前14,前15,前16,後14 |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | 後1,後2,後6,後15 |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | 後3,後4,後6,後15 |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 電気・電子系分野【実験・実習能力】 | 電気・電子系【実験実習】 | 電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。 | 2 | 前9,前11,後6,後13 |
| 抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。 | 2 | 後12,後13 |
| ブリッジ回路の平衡条件を適用し、実験結果を考察できる。 | 2 | 後13 |
| 重ねの理を適用し、実験結果を考察できる。 | 2 | 後13 |