基礎電気工学

科目基礎情報

学校	富山高等専門学校	開講年度	2018
授業科目	基礎電気工学
科目番号	0118	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	電気制御システム工学科	対象学年	2
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	「精選電気基礎　新訂版」，実教出版　／　「精選電気基礎 (工業390) 準拠　精選電気基礎演習ノート　新訂版」，実教出版
担当教員	西 敏行,古川 裕人

到達目標

①有効数字，誤差について十分に理解し，有効数字を正しく計算することができる．
②正弦波交流波形の特徴を理解し，瞬時式表現および複素数を用いたベクトル表現ができる．
③正弦波交流に対する抵抗，コイル，コンデンサの電圧と電流の関係を理解し，基本交流回路の計算ができる．
④クーロンの法則やガウスの法則ついて理解し，複数の電荷間に働く力や電界を計算できる．
⑤静電容量やコンデンサの接続を理解し，合成静電容量を計算できる．
⑥静磁界に関して，ビオ・サバールの法則やアンペアの法則を理解し，真空中の磁界を計算できる．

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
評価項目1	有効数字，誤差について正しく理解し，有効数字を正しく計算することができる．	有効数字，誤差について理解し，有効数字を計算することができる．	有効数字，誤差について理解が不十分で，有効数字を計算することができない．
評価項目2	正弦波交流波形を瞬時式を用いて正しく理解し，これを用いて正しく計算できる．	正弦波交流波形を瞬時式を用いて理解し，これを用いて計算できる．	正弦波交流波形を瞬時式を用いて理解しておらず，これを用いて計算できない．
評価項目3	記号法を用いた正弦波交流の扱い方を正しく理解し，正しく基礎的計算ができる．	記号法を用いた正弦波交流の扱い方を理解し，基礎的計算ができる．	記号法を用いた正弦波交流の扱い方を理解しておらず，基礎的計算ができない．
評価項目4	クーロンの法則やガウスの法則ついて理解し，正しく基礎的計算ができる．	クーロンの法則やガウスの法則ついて理解し，基礎的計算ができる．	クーロンの法則やガウスの法則ついて理解しておらず，基礎的計算ができない．
評価項目5	静電容量やコンデンサの接続を理解し，正しく基礎的計算ができる．	静電容量やコンデンサの接続を理解し，基礎的計算ができる．	静電容量やコンデンサの接続を理解しておらず，基礎的計算ができない．
評価項目6	ビオ・サバールの法則やアンペアの法則ついて理解し，正しく基礎的計算ができる．	ビオ・サバールの法則やアンペアの法則ついて理解し，基礎的計算ができる．	ビオ・サバールの法則やアンペアの法則ついて理解しておらず，基礎的計算ができない．

学科の到達目標項目との関係

ディプロマポリシー 1 （電気工学，機械工学，情報工学の知識，技術を総合的に身につけ，それらを応用したものづくりができる。）

教育方法等

概要:

自然科学，工学，技術に用いられる基本的な量の測定方法，表し方，用いられる単位を整理して学習する．系統的な電気現象の学習の準備として，基本的な電気法則を学び，電気現象をイメージする力と科学的定量的に現象を表現する方法を身につける．正弦波交流，電界，コンデンサ，磁界，電磁誘導等の電気分野で基礎的な事項について理解し，簡単な計算問題が解けるようにする．

授業の進め方・方法:

講義・演習

注意点:

授業計画は，学生の理解度に応じて変更する場合がある．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	誤差と有効数字	測定値の誤差と有効数字の考え方を理解し，説明できる．
		2週	正弦波交流の数式表現	単相正弦波交流の瞬時式，実効値および平均値を理解し，説明できる．
		3週	正弦波交流の合成	三角関数の合成，加法定理を用いて正弦波の合成法を理解する．
		4週	正弦波交流波形の描画・計算演習	正弦波起電力や枝路電流の合成ができる．
		5週	基本交流素子の交流特性	抵抗，コイルおよびコンデンサの交流に対する電圧と電流の関係を理解し，瞬時式を用いて説明できる．
		6週	基本交流回路の計算	抵抗，コイルおよびコンデンサから構成される基本的な正弦波交流回路の計算法を理解する．
		7週	総合演習	基本交流素子から構成される正弦波交流回路の電圧，電流およびインピーダンスの基本的な計算ができる．
		8週	中間テスト	第１週～７週の内容の理解度を測るために，中間試験を実施する．
	2ndQ
		9週	答案返却，解答，交流電力	瞬時式に基づいて基本交流素子の瞬時電力の特徴を説明できる．
		10週	交流電力計算	皮相電力，消費電力，無効電力および力率を理解する．
		11週	正弦波交流のベクトル表現	フェーザの考え方を理解し，複素数を用いて電圧あるいは電流ベクトルを数式表現できる．
		12週	複素数の四則演算	複素数の性質，加減乗除法を理解し，基本的な複素数の計算ができる．
		13週	基本交流素子のインピーダンスベクトル	正弦波交流回路のオームの法則を理解し，基本交流素子の抵抗，リアクタンスが計算できる．
		14週	記号法	基本交流素子から構成される正弦波交流回路の複素数を用いた計算法を理解する．
		15週	総合演習	記号法を用いて，基本交流素子から構成される単相正弦波交流回路の計算ができる．
		16週	期末試験	第9週～15週の内容の理解度を測るために，期末試験実施する．
後期
	3rdQ
		1週	クーロンの法則	電荷，クーロンの法則を説明できる．
		2週	電界と電気力線	電気力線の性質，電界について説明できる．
		3週	ガウスの法則（１）	ガウスの法則を説明できる．
		4週	ガウスの法則（２）	ガウスの法則により簡単な電界計算ができる．
		5週	静電容量（１）	静電容量について説明できる．
		6週	静電容量（２）	コンデンサの接続を理解し，合成静電容量を求めることができる．
		7週	総合演習	様々な静電界の基礎的な計算ができる．
		8週	中間テスト	第１週～７週の内容の理解度を測るために，中間試験を実施する．
	4thQ
		9週	答案返却，解説，電流による磁界と磁束	電流によって生じる磁界について説明できる．
		10週	ビオ・サバールの法則	ビオ・サバールの法則について説明できる．
		11週	アンペアの周回積分の法則	アンペアの周回積分の法則を使って磁界の求め方を説明できる．
		12週	電磁力	電流により生じる電磁力について説明できる．
		13週	電磁誘導，ファラデーの法則	電磁誘導，ファラデーの法則について説明できる．
		14週	インダクタンス	コイルの自己，相互インダクタンスについて説明できる．
		15週	総合演習	様々な静磁界の基礎的な計算ができる．
		16週	期末試験	第９週～15週の内容の理解度を測るために，期末試験を実施する．

評価割合

	試験	課題	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎的能力	0	0	0
専門的能力	80	20	100