到達目標
（科目コード：21530，英語名：Fundamental Electric Circuits）（授業計画の週は回と読替えること）
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習・教育目標との関連の順で次に示す。①電気基本法則について理解する。25% (c1)(d1)、②正弦波交流の取り扱い、回路素子の性質と働き、基本的直列／並列／直並列回路の解析を修得する。25% (c1)(d1)、③回路における複素数、極座標、三角関数等の表示法を理解する。25% (c1)(d1)、④単相電力、エネルギーについて、その考え方や求め方を理解する。25%(c1) (d1)
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 | 最低限の到達レベル | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 基本法則について詳細に計算できる。 | 基本法則について理解できる。 | 基本法則について概ね理解できる。 | 左記に到達していない。 |
| 評価項目2 | 正弦波交流の取り扱い、回路素子の性質と働き、基本的直列／並列／直並列回路の解析について詳細に計算できる。 | 正弦波交流の取り扱い、回路素子の性質と働き、基本的直列／並列／直並列回路の解析について理解できる。 | 正弦波交流の取り扱い、回路素子の性質と働き、基本的直列／並列／直並列回路の解析について概ね理解できる。 | 左記に到達していない。 |
| 評価項目3 | 回路における複素数、極座標、三角関数等の表示法を詳細に説明できる。 | 回路における複素数、極座標、三角関数等の表示法を理解できる。 | 回路における複素数、極座標、三角関数等の表示法を概ね理解できる。 | 左記に到達していない。 |
| 評価項目4 | 単相電力、エネルギーについて詳細に計算できる。 | 単相電力、エネルギーについて理解できる。 | 単相電力、エネルギーについて概ね理解できる | 左記に到達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
直流回路、基本交流回路（R、L、C の直列、並列、直並列）、交流回路の複素数、極座標・三角関数・指数関数表示法とフェーザ図、単相電力等の交流回路の基礎を修得する。
○関連する科目：電気電子工学基礎（前年度履修）、電気数学（本年度履修）、電気回路Ⅰ（次年度履修）
授業の進め方・方法:
スライドを利用した授業を行う。また、定期試験の理解度に応じて、図書館学習支援や補講を行う。
注意点:
予習・復習をしっかりと行い、集中して説明を聞く必要がある。また、数学の基礎知識（特に三角関数、複素数、連立方程式及び簡単な微積分）が必要である。授業内でこれらの数学に関する補充はするが、自らも修得する努力が必要である。また、電気数学の科目にも真摯に取り組み、基本的な数学力を身に付けること。再試験は学年末のみであるので、日常的に身につけることを目指すこと。
本科目は本来、面接授業として実施を予定していたものであるが、新型コロナウイルス感染症の拡大による緊急事態において、必要に応じ遠隔授業として実施するものである。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
直流回路の復習 |
直流回路のオームの法則およびキルヒホッフの法則を復習する。
|
| 2週 |
正弦波交流の基礎(1) |
正弦波交流電圧の発生を理解する。
|
| 3週 |
正弦波交流の基礎(2) |
正弦波交流の定義，用語を理解する。
|
| 4週 |
正弦波交流の基礎(3) |
正弦波交流の位相差を理解する。
|
| 5週 |
正弦波交流の基礎(4) |
正弦波とベクトルとの関係を理解する。
|
| 6週 |
正弦波交流の基礎(5) |
正弦波交流の大きさと波形を理解する。
|
| 7週 |
総合演習 |
正弦波交流の概要を習得する。
|
| 8週 |
前期中間試験 |
試験時間：50分
|
| 2ndQ |
| 9週 |
試験解説およびこれまでの復習 |
学んだ知識の再確認と修正ができる。
|
| 10週 |
インピーダンス(1) |
回路要素の性質と基本関係式について理解する。
|
| 11週 |
インピーダンス(2) |
RL直列／並列接続を理解する。
|
| 12週 |
インピーダンス(3) |
RC直列／並列接続を理解する。
|
| 13週 |
インピーダンス(4) |
RLC直列／並列接続を理解する。
|
| 14週 |
インピーダンス(5) |
RLC直並列接続を理解する。
|
| 15週 |
総合演習 |
回路素子とインピーダンスとの関係を習得する。
|
| 16週 |
前期期末試験
17週：試験解説・発展授業 |
試験時間：50分
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
正弦波と複素数の復習 |
正弦波と複素数について理解する。
|
| 2週 |
交流回路の基礎(1) |
複素インピーダンスを理解する。
|
| 3週 |
交流回路の基礎(2) |
直列接続・並列接続を理解する。
|
| 4週 |
交流回路の基礎(3) |
RLC直列／並列接続を理解する。
|
| 5週 |
交流回路の基礎(4) |
RLC直並列接続を理解する。
|
| 6週 |
交流回路の基礎(5) |
位相推移器，ブリッジ回路を理解する。
|
| 7週 |
総合演習 |
交流回路の基礎を習得する。
|
| 8週 |
後期中間試験 |
試験時間：50分
|
| 4thQ |
| 9週 |
試験解説およびこれまでの復習 |
学んだ知識の再確認と修正ができる。
|
| 10週 |
交流回路の基礎(6) |
周波数特性を理解できる。
|
| 11週 |
交流回路の基礎(7) |
RLC直列共振回路を理解できる。
|
| 12週 |
交流回路の基礎(8) |
RLC並列共振回路を理解できる。
|
| 13週 |
交流電力 |
交流の電力を理解できる。
|
| 14週 |
交流電力 |
複素電力を理解できる。
|
| 15週 |
総合演習 |
交流回路の基礎および交流電力を習得する。
|
| 16週 |
後期期末試験
17週：試験解説・発展授業 |
試験時間：50分
|
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 | 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。 | 4 | 前4 |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 4 | 前5 |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 4 | 後4 |
| 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。 | 4 | 前9,前10 |
| 瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | 前5 |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | 後5,後6 |
| 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。 | 4 | 後11,後12 |
| 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 | 後9 |
| 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 | 後10 |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 3 | 後1,後2 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 後13,後14 |
評価割合
| 前期中間試験 | 前期期末試験 | 後期中間試験 | 後期期末試験 | 復習テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 20 | 20 | 25 | 25 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 20 | 20 | 25 | 25 | 10 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |