エレクトロニクス概論

科目基礎情報

学校 群馬工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 エレクトロニクス概論
科目番号 3M019 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 機械工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 電気電子回路:石川赳夫、橋本誠司:森北出版:978-4-627-63041-3
担当教員 小川 侑一

目的・到達目標

この授業における受講者の到達目標は、
【前期】
電気の基本的な扱いが理解できること。
直流回路における電流と電圧の関係など回路の計算が理解できること。
交流の基本的性質を学び、ベクトルを用いた表現法が理解できること。
抵抗、コンデンサ、コイルが単独もしくは組み合わせた交流回路の性質が理解できること。
【後期】
ダイオード、LED、トランジスタ(バイポーラトランジスタ,FET)の特性を理解し、トランジスタの基本回路やトランジスタを利用した回路の動作が理解できること。
トランジスタを利用したモータ駆動回路が理解できること。
OPアンプの特性やOPアンプの基本回路を理解できること。
LEDとフォトトランジスタを組み合わせたセンサ(フォトインタラプタ)の動作が理解できること。
センサ回路,信号処理回路,モータ駆動回路を組み合わせたライントレーサの動作が理解できること。

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複雑な直流回路の計算ができる。直流回路の計算が可能である。直流回路の計算ができない
評価項目2交流回路の計算が十分にできる。交流回路の計算が可能である。交流回路の計算ができない。
評価項目3ダイオード、トランジスタ、OPアンプ基本回路を十分に理解できる。ダイオード、トランジスタ、OPアンプ基本回路を理解できる。ダイオード、トランジスタ、OPアンプ基本回路を理解できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
機械工学、特に計測や制御の分野では電気・電子の知識は必要不可欠のものとなってきています。 このエレクトロニクス概論では1 年間で直流回路、交流回路、ダイオード、トランジスタ、OPアンプの基礎を学習する。
【前期】 電気の基礎知識を身につけ、直流回路と交流回路の基本的な性質を学習する。そして工作実習、 工学実験、卒業研究などで活用できる能力を養う。
【後期】 ダイオード、トランジスタ、OPアンプ、センサを用いた電子回路の働きを理解し、工作実 習(メカトロニクス実習)、工学実験、卒業研究などで活用できる能力を養う。
授業の進め方と授業内容・方法:
授業は講義形式で行い、演習を適宜実施し理解を深める。
注意点:
講義に出席し、ノートをとる。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 電気回路の基礎(1) 電気の基礎表現、電流、電圧の定義、オームの法則を説明できる。
2週 電気回路の基礎(2) コイル、抵抗、コンデンサの性質を説明できる。
3週 直流回路(1) キルヒホッフの法則を説明できる。
4週 直流回路(2) ブリッジの平衡条件やホイートストンブリッジの計算ができる。
5週 直流回路(3) ジュールの法則を理解し、電力と電力量の計算ができる。
6週 直流回路(4) 抵抗率と誘電率、抵抗の温度係数の説明ができる。
7週 直流回路(5) 直流回路の計算ができる。
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 交流回路(1) 直流と交流、正弦波電圧、実効値の説明ができる。
10週 交流回路(2) 交流波のベクトル表示と計算ができる。
11週 交流回路(3) 抵抗、コンデンサ、コイルの機能、インピーダンス の計算ができる。
12週 交流回路(4) 抵抗とコイルを組み合わせた交流回路を理解し、計算できる。
13週 交流回路(5) 抵抗とコンデンサを組み合わせた交流回路を理解し、計算できる。
14週 交流回路(6) 直列共振回路と並列共振回路の説明ができる。
15週 交流回路(7) 交流回路のまとめと計算練習
16週 前期定期試験
後期
3rdQ
1週 PN接合とダイオード ダイオード特性、発光ダイオード、電流制限抵抗について理解できる。
2週 トランジスタ(1) トランジスタの構造と動作を説明できる。
3週 トランジスタ(2) 基本回路と静特性の説明ができる。
4週 トランジスタ(3) トランジスタのバイアス回路の計算ができる。
5週 トランジスタ(4) 直流負荷線と交流負荷線、負荷線と動作点を理解できる。
6週 トランジスタ(5) トランジスタのスイッチング動作、モータ駆動回路を理解できる。
7週 トランジスタ(6) 電界効果トランジスタ(FET ) 特性を理解できる。
8週 後期中間試験
4thQ
9週 トランジスタ(7) フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトイン タラプタの特性を理解できる。
10週 OPアンプ(1) OPアンプの特性を理解できる。
11週 OPアンプ(2) 反転増幅回路、非反転増幅回路を理解できる。
12週 OPアンプ(3) 差動増幅回路、加算増幅回路について理解できる。
13週 OPアンプ(4) 積分回路、フィルター回路について理解できる。
14週 ライントレーサ(1) ライントレースロボットの仕組みと各種センサの機能
カラーセンサ、超音波センサ、ジャイロセンサの構造 と機能
15週 ライントレーサ(2) LabVIEWプログラミングの方法を説明できる。
16週 後期定期試験

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80000020100
基礎的能力80000020100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000