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。なお、再試験は実施しないため、小テストおよび課題で平時に習得する習慣をつけてください。
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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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7週 |
正弦波交流の基礎(6) |
正弦波交流の概念を理解する。
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8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。
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2ndQ |
9週 |
インピーダンス(2) |
RL直列/並列接続を理解する。
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10週 |
インピーダンス(3) |
RC直列/並列接続を理解する。
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11週 |
インピーダンス(4) |
RLC直列/並列接続を理解する。
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12週 |
インピーダンス(5) |
RLC直並列接続を理解する。
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13週 |
インピーダンス(6) |
RLC直並列接続を理解する。
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14週 |
複素数による表示方法(1) |
複素数による表示方法を習得する。
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15週 |
複素数による表示方法(2) |
複素数による表示方法を習得する。
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16週 |
16週:なし 17週:発展授業 |
正弦波交流の応用が理解できる。
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後期 |
3rdQ |
1週 |
交流回路の基礎(1) |
複素インピーダンスを理解する。
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2週 |
交流回路の基礎(2) |
直列接続・並列接続を理解する。
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3週 |
交流回路の基礎(3) |
RLC直列接続を理解する。
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4週 |
交流回路の基礎(4) |
RLC並列接続を理解する。
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5週 |
交流回路の基礎(5) |
RLC直並列接続を理解する。
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6週 |
交流回路の基礎(6) |
RLC直並列接続を理解する。
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7週 |
交流回路の基礎(7) |
位相推移器,ブリッジ回路を理解する。
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8週 |
交流回路の基礎(8) |
周波数特性を理解できる。
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4thQ |
9週 |
交流回路の基礎(9) |
周波数特性を理解できる。
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10週 |
交流回路の基礎(10) |
RLC直列共振回路を理解できる。
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11週 |
交流回路の基礎(11) |
RLC並列共振回路を理解できる。
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12週 |
交流電力(1) |
交流の電力を理解できる。
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13週 |
交流電力(2) |
交流の電力を理解できる。
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14週 |
交流電力(3) |
複素電力を理解できる。
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15週 |
交流電力(4) |
複素電力を理解できる。
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16週 |
16週:なし 17週:発展授業 |
交流回路の風波数特性および交流電力の応用が理解できる。
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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 | 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
| 小テスト | 課題 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 70 | 30 | 100 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |