電力輸送システムや交流・直流送配電方式、電力の品質と電力輸送システムの経済的運用、水力、火力、原子力発電および再生可能エネルギー、電気エネルギーの発生、輸送、利用と環境問題との関わりなど、電力エネルギー分野全般に関して幅広く理解する。
概要:
先ず電力輸送システムの基礎である送電線路の線路定数、送電特性、模擬方法、送電電力と調相などについて学ぶ。次に、電力輸送システムと密接に関連する雷現象や雷サージおよび開閉サージを学習する。電力輸送システムで用いられている不平衡三相交流の計算法である対称座標法を学んだ後、電線やがいしの種類と特徴、電線支持物、気象条件、電線のたるみ計算、地中送電と電力ケーブルを理解し、最後に発電と変電の概要、原子力発電と放射線、水力、火力発電および再生可能エネルギーや新エネルギーに関する学習を行う。
授業の進め方・方法:
原則として座学により授業を進め、必要に応じて実験および実物の見学を行う。
中間および期末試験の平均が最終評価となる。
注意点:
電力輸送系統の模擬手法やその計算方法などには、電子回路や電気通信など他分野にも適用可能な知識も多く含まれるので、常に応用を考えながら受講する。暗記するのではなく、理解するよう心がける事が重要である。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
電カシステムの構成 |
電カ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。（MCC）
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| 2週 |
電カシステムの構成 |
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。（MCC）
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| 3週 |
電力品質と電カシステムの経済的運用 |
電力品質の定義およびその維持に必要な手段について知っている。（MCC）
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| 4週 |
電力品質と電カシステムの経済的運用 |
電カシステムの経済的運用について説明できる。（MCC）
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| 5週 |
発電所関連施設の見学 |
発電所の基礎を理解する。
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| 6週 |
発電所関連施設の見学 |
発電所の基礎を理解する。
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| 7週 |
発電 |
水力発電の原理について理解し、水力発電の主要設備を説明できる。（MCC）
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
発電 |
火力発電の原理について理解し、火力発電の主要設備を説明できる。（MCC）
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| 10週 |
発電 |
原子力発電の原理について理解し、原子力発電の主要設備を説明できる。（MCC）
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| 11週 |
発電 |
その他の新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の概要を説明できる。（MCC）
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| 12週 |
変電所関連施設の見学 |
変電所の基礎を理解する。
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| 13週 |
変電所関連施設の見学
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変電所の基礎を理解する。
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| 14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。（MCC）
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| 15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。（MCC）
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| 16週 |
期末試験 |
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| 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。 | 3 | |
| 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 | |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 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 | |
| 重ねの理を用いて、回路の計算ができる。 | 3 | |
| 網目電流法を用いて回路の計算ができる。 | 3 | |
| 節点電位法を用いて回路の計算ができる。 | 3 | |
| テブナンの定理を回路の計算に用いることができる。 | 3 | |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 3 | |
| 相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 3 | |
| 理想変成器を説明できる。 | 3 | |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 電力 | 三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できる。 | 3 | |
| 電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 3 | |
| 対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 3 | |
| 直流機の原理と構造を説明できる。 | 3 | |
| 誘導機の原理と構造を説明できる。 | 3 | |
| 同期機の原理と構造を説明できる。 | 3 | |
| 変圧器の原理、構造、特性を説明でき、その等価回路を説明できる。 | 3 | |
| 半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 電力品質の定義およびその維持に必要な手段について知っている。 | 3 | |
| 電力システムの経済的運用について説明できる。 | 3 | |
| 水力発電の原理について理解し、水力発電の主要設備を説明できる。 | 3 | |
| 火力発電の原理について理解し、火力発電の主要設備を説明できる。 | 3 | |
| 原子力発電の原理について理解し、原子力発電の主要設備を説明できる。 | 3 | |
| その他の新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の概要を説明できる。 | 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 | |