到達目標
電気系と機械系の方程式の相似を理解する
磁気エネルギーを介して電気エネルギーが機械エネルギーに変換される原理を理解する
電気系と機械系が混在したシステムの解析の方法を理解する
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 |
| 電気系と機械系の相似 | 電気系と機械系の相似関係を式で説明できる | 電気系と機械系の相似関係の式があれば説明できる | 式の説明ができない |
| 電気－機械エネルギー変換の原理 | 磁気エネルギーが機械エネルギーへ変換する原理を式で説明できる | 磁気エネルギーが機械エネルギーへ変換する原理の概要を説明できる | 磁気エネルギーが機械エネルギーへ変換する原理を説明できない |
| 電気系・機械系の混在したシステムの解析 | ラグランジュの運動方程式を使って簡単な電気・機械変換システムを立式できる | ラグランジュの運動方程式を使って簡単な電気系もしくは機械系システムの方程式を立式できる | ラグランジュの方程式を理解できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気系要素と機械系要素のそれぞれの数式に相似があり，特にエネルギー蓄積要素に関して相似関係を理解した後，電気系システムと機械系システムにはそれそれ相互に関連することを学習する。その上でエネルギー蓄積要素である磁気エネルギーを介して電気エネルギーが機械エネルギーに変換される原理を理解する。
授業の進め方・方法:
電気・機械要素の相似
磁気エネルギーを介した電気－機械エネルギー変換システムの基礎的な解析方法
エネルギー方程式であるラグランジュの運動方程式を使って電気・機械が混在するシステムの解析
注意点:
教科書を使わないのでノートをきちんと取ること
高専５年間で学習した電気磁気学，物理学等の知識を使うので分からない概念が出てきたら，自学による復習が必要になる
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
概要
講義全体の概要を説明する |
概要を理解して必要な知識を確認できる
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| 2週 |
電気・機械系の相似 |
エネルギー蓄積要素に関する方程式の相似関係を理解できる
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| 3週 |
鉄芯入りリアクトルの磁気エネルギの計算 |
計算を理解できる
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| 4週 |
ギャップ付きリアクトルの磁気エネルギの計算 |
計算を理解できる
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| 5週 |
磁気エネルギに基づく機械力 |
電気エネルギと磁気エネルギ，機械力の関係を理解できる
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| 6週 |
演習 |
簡単なシステムの解析演習
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| 7週 |
電気・機械系の相似関係 |
数式を用いた相似関係の簡単な計算ができる
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| 8週 |
ラグランジュの運動方程式１ |
仮想変位の原理
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| 4thQ |
| 9週 |
ラグランジュの運動方程式２ |
ダランベールの原理
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| 10週 |
ラグランジュの運動方程式３ |
ハミルトンの原理
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| 11週 |
ラグランジュの運動方程式４ |
運動方程式
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| 12週 |
演習 |
最速降下線を使った演習
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| 13週 |
演習 |
簡単な機械系をラグランジュの方法で解く
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| 14週 |
演習 |
電気・機械混在システムの方程式をラグランジュの方程式で立式
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| 15週 |
演習 |
降圧コンバータをラグランジュの方程式で解く
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| 16週 |
試験 |
これまでの内容の確認
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評価割合
| 試験 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 30 | 30 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 70 |