到達目標
･ 電気エネルギー輸送システムの構成要素それぞれの働きとかかわりについて理解することができる。
･ 高度な社会・産業活動に要求される品質の高い電力とは何かを学び、品質維持を理解する。
･ さまざまなエネルギー源から発電する方法について説明でき、その産業・環境両面から理解する。
･ 高度な社会・産業活動と環境保全活動の相克について学び、電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関りについて理解できる。
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 |
| 発変電 | 発変電の概要を詳しく説明することができ、関連する問題を8割以上正解して解くことができる。 | 発変電の概要を説明することができ、関連する問題を6割以上正解して解くことができる。 | 発変電の概要を説明することができず、関連する問題を解くことができない。 |
| 送配電 | 送配電の概要を詳しく説明することができ、関連する問題を8割以上正解して解くことができる。 | 送配電の概要を説明することができ、関連する問題を6割以上正解して解くことができる。 | 送配電の概要を説明することができず、関連する問題を解くことができない。 |
| 評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 1 機械工学、電気工学、材料工学の分野にわたるエネルギーシステムに関する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 要素技術や融合・複合システムの設計・分析・評価等の基盤技術を身に付ける
JABEE D2 専門分野と周辺の工業技術を理解し、デザインに応用展開できる能力
学士区分 2 電気系
選択科目 22 電気系
教育方法等
概要:
現代社会生活に不可欠な電気エネルギーに関して、電力の発生法である発変電工学、およびその輸送分配をテーマとする電力系統工学の基礎を学ぶ。
電気エネルギーの発生および輸送分配の原理と方法を理解し、説明、計算できるようになる。
授業の進め方・方法:
1年から4年までに学んだ電磁気学や電気回路理論、電気機器等の知識の実践的学問として、本講義をとらえ履修してもらいたい。これらの科目を良く復習しておくこと。
授業を受ける前に、その日に行う内容を予習しておくこと。
また、授業後は例題や章末問題など積極的に解き復習することで、授業内容の理解を深めること。
注意点:
教科書の問題は授業で説明しなくても自力で解けるように取り組むこと。
中間試験50%、期末試験50%の割合で評価し、100点満点中の60点以上を合格とする。
再試験は実施しないので、定期試験には真摯に臨むこと。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
電力工学・電力システムの概要 |
電力工学・電力システムの概要を説明できること。
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| 2週 |
水力発電の概要及び設備 |
水力発電の概要及び設備を説明できること。
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| 3週 |
水力発電の流量と落差及び水車と調速機 |
水力発電の流量と落差及び水車と調速機を説明できること。
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| 4週 |
火力発電のしくみ、熱サイクル、熱力学の基礎 |
火力発電のしくみ、熱サイクル、熱力学の基礎を説明できること。
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| 5週 |
火力発電の熱の機械エネルギーへの変換 |
火力発電の熱の機械エネルギーへの変換を説明できること。
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| 6週 |
原子力発電の原理及び原子炉の構成要素 |
原子力発電の原理及び原子炉の構成要素を説明できること。
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| 7週 |
原子力発電の種類及び安全設計 |
原子力発電の種類及び安全設計を説明できること。
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| 8週 |
新エネルギー発電＋中間試験 |
新エネルギー発電を説明できること。
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| 2ndQ |
| 9週 |
電力システムの基礎 |
電力システムの基礎を説明できること。
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| 10週 |
送配電の概要及び架空送電線路 |
送配電の概要及び架空送電線路を説明できること。
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| 11週 |
架空送電線路の線路定数I |
架空送電線路の抵抗及びインダクタンスを説明できること。
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| 12週 |
架空送電線路の線路定数II |
複数導体回線によるインダクタンス、作用インダクタンスと零相インダクタンス、静電容量、漏れコンダクタンスが説明できること。
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| 13週 |
送電線路の等価回路及び電力円線図と安定度 |
送電線路の等価回路及び電力円線図と安定度を説明できること。
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| 14週 |
故障計算と中性点接地方式 |
故障計算と中性点接地方式を説明できること。
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| 15週 |
配電方式 |
配電方式を説明できること。
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| 16週 |
総復習 |
授業で習った内容を理解できること。
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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 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 3 | |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 3 | |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 3 | |
| 電磁気 | 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | |
| 電力 | 電力システムの構成およびその構成要素について説明できる。 | 3 | |
| 交流および直流送配電方式について、それぞれの特徴を説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
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 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 70 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |