到達目標
１．基礎電気量と単位記号を理解する。
２．電気抵抗、インダクタンス、キャパシタンスの性質を理解し、回路の動作を数式で表現できる。
３．抵抗による分圧、分流、整合を理解し、電圧値や電流値を計算できる。
４．抵抗の直並列回路やY－Δ変換に関する計算ができる。
５．キルヒホッフ則を理解し、直流回路網の計算ができる。
６．重ねの理と鳳・テブナンンの定理の使用法を理解し、直流回路の計算ができる。
７．複素数、フェーザをまたは極表示を使って交流回路の基本的な計算ができる。
８．正弦波交流の波高値、平均値、実効値、位相について理解し計算ができる。
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 |
| 評価項目1 | 直流回路の抵抗の直列接続・並列接続、分圧、分流、最大電力の供給について理解し計算ができる。 | 直流回路の抵抗の直列接続・並列接続、分圧、分流について計算ができる。 | 直流回路の抵抗の直列接続・並列接続について理解できない。 |
| 評価項目2 | キルヒホッフの法則、重ね合わせの理、鳳・テブナンの定理を理解し計算ができる。 | キルヒホッフの法則、重ね合わせの理、鳳・テブナンの定理を使って計算ができる。 | キルヒホッフノ法則、重ね合わせの理を理解できない。 |
| 評価項目3 | 正弦波交流の各種表示方法と、特性を理解し計算ができる。 | 正弦波交流の複素数表示とフェーザ表示の計算ができる。 | 正弦波交流を正弦関数で表現できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気回路の基礎となる直流回路について、基礎電気量、単位、直流回路網、諸定理について学習する。正弦波交流については、複素数表示、フェーザ表示または極表示を学習し、正弦波交流に関する計算や表現方法を理解する。
授業の進め方・方法:
電気回路の理論について説明し、例題や章末問題を使った解説を行いながら進めてゆく。
注意点:
前期中間試験40%、前期末試験40%、小テストまたは提出物10%、受講態度・学習への取り組み方10%を総合的に評価する。総合評価50点以上を合格とする。小テストおよび課題(提出物)は授業中に適宜実施する。各試験問題は、各達成目標に対応した内容の問題を出題する。試験問題のレベルは、各達成目標が確認できる程度とする。
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 |
シラバスを用いたガイダンス
量記号と単位記号、電荷と電流、電圧 |
量記号と単位記号、基礎電気量、電荷と電流、電圧の関係を説明できる。
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| 2週 |
電力、電力量、電気回路の構成要素、直流と交流、電気抵抗、短絡と開放 |
電力と電力量、受動素子と能動素子、直流と交流の違いと、オームの法則の説明ができる。
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| 3週 |
インダクタンス、キャパシタンス、定常状態と過渡状態、直流電源、オームの法則、直流電源の等価回路 |
インダクタンスとキャパシタンスの構造、定常状態と過渡状態の説明ができ、直流電源の等価回路と電源回路の電流、電圧の計算ができる。
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| 4週 |
抵抗の直列接続、直流抵抗による分圧、コンダクタンス、抵抗の並列接続 |
直列抵抗の合成抵抗と、直列抵抗による分圧、並列抵抗の合成抵抗を抵抗を用いた計算と、コンダクタンスを用いた計算で求められる。
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| 5週 |
並列抵抗による分流、最大電力の供給、直並列回路 |
並列抵抗による分流の計算と、最大電力供給の条件と、抵抗と電源を組み合わせた直列回路と並列回路の電圧、電流などの計算ができる。
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| 6週 |
Y－Δ変換、キルヒホッフ則 |
抵抗を使用した回路のY－Δ変換と、キルヒホッフ則の第1則と第2則を説明できる。
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| 7週 |
キルヒホッフ則の適用、網目電流法 |
キルヒホッフ則を利用して直流回路の計算ができ、網目電流法を理解し、直流回路の計算に適用することができる。
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| 8週 |
網目電流法 |
網目電流法で求めた連立方程式を行列式を用いて計算ができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
重ねの理、鳳・テブナンの定理 |
重ねの理を理解し、直流回路の計算に適用することができ、鳳・テブナンの定理理解する。
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| 10週 |
鳳・テブナンの定理の適用、ノートンの定理 |
鳳・テブナンの定理理解し、直流回路の計算に適用することができる。ノートンの定理を理解し、説明できる。
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| 11週 |
電源の定電流等価回路、複素数の表示 |
ノートンの定理を利用して停電る迂回路の計算ができ、複素数の表示方法を説明できる。
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| 12週 |
交流回路計算の基本 |
フェーザ表示または極表示から複素数表示に変換ができ、四則演算ができる。
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| 13週 |
交流、正弦波交流、波高値、平均値、実効値 |
交流の性質を理解し、正弦波交流の波高値、平均値、実効値の定義を理解し説明できる。
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| 14週 |
正弦波の位相 |
正弦波の位相について理解し説明できる。
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| 15週 |
正弦波交流のフェーザ表示、フェーザ図、正弦波交流の複素数表示 |
正弦波交流をフェーザ表示でき、フェーザ図を描ける。正弦波交流を複素数表示でき、交流回路の電圧や電流を求められる。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
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| 2週 |
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| 3週 |
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| 4週 |
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| 5週 |
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| 6週 |
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| 7週 |
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| 8週 |
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| 4thQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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| 16週 |
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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 | |
| 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。 | 2 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 4 | |
| コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 3 | |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 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 | 90 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 60 |
| 専門的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |