到達目標
１．交流回路に関する基本的な事項（交流電流、インピーダンス、共振など）を説明できる。
２．交流回路に関する基本的な諸量について計算方法を説明することができる。
３．家庭で使われている交流の電気機器についてその動作原理を説明できる。
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 | 交流回路に関する基本的な事項について自律的に説明できる | 交流回路に関する基本的な事項について教員の指導のもとに説明できる | 交流回路に関する基本的な事項について説明できない |
| 評価項目2 | 交流回路に関する基本的な諸量について自律的に計算できる
| 交流回路に関する基本的な諸量について教員の指導のもとに計算できる | 交流回路に関する基本的な諸量について計算できない |
| 評価項目3 | 家庭で使われている交流の電気機器についてその動作原理を習得した知識を活かして説明できる | 家庭で使われている交流の電気機器についてその動作原理を教員の指導のもとに説明できる | 家庭で使われている交流の電気機器についてその動作原理を説明できない |
学科の到達目標項目との関係
MCCコア科目
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ディプロマポリシー 1
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教育方法等
概要:
基本的な交流回路についての説明と各種素子の扱いを理解する。授業では座学と平行して、シミュレーションなどによって掲示・実演を行いながら交流回路に関心を持たせ、家庭や社会生活に溢れている個々の事例をについても説明を行う。
授業の進め方・方法:
教員単独による講義を実施する。実験やシミュレーションを取り入れ、視覚的にわかりやすい講義になるよう努める。
注意点:
試験の成績、およびレポート提出の合計を100％として評価する。学期毎の試験の評価は中間試験と期末試験の評価の平均とする。
本科目では、５０点以上の評価で単位を認定する。評価が５０点に満たない者は、願い出により追認試験を受けることができる。
追認試験の結果、単位の修得が認められた者にあっては、その評価を５０点とする。
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
交流電流 |
交流電流と直流電流の違いについて説明できる。その発生および表し方について説明できる。
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| 2週 |
交流の周期と周波数 |
正弦波交流電流の三角関数表現より、最大値・周波数・瞬時値を求める方法を説明できる。
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| 3週 |
実効値 |
時々刻々変化する交流電流を一つの値で表現するとき、実効値を用いることを説明できる。
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| 4週 |
記号法 |
交流の電圧や電流を複素数で表すことによって、回路の計算が簡単になることを説明できる。
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| 5週 |
抵抗Rだけの回路 |
交流電源に純抵抗Rのみを接続した回路に流れる電流を計算し、電流波形を表すことができる。
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| 6週 |
コイルLだけの回路 |
交流電源にコイルLのみを接続した回路に流れる電流を計算し、電流波形を表すことができる。
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| 7週 |
静電容量Cだけの回路 |
交流電源に静電容量Cのみを接続した回路に流れる電流を計算し、電流波形を表すことができる。
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| 8週 |
中間試験 |
中間試験
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| 4thQ |
| 9週 |
RL直列回路 |
交流電源に純抵抗RとコイルLを接続した回路に流れる電流を計算し、電流波形を表すことができる。
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| 10週 |
RC直列回路 |
交流電源に純抵抗Rと静電容量Cを接続した回路に流れる電流を計算し、電流波形を表すことができる。
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| 11週 |
RLC直列回路 |
RLC直列回路に流れる電流と全電圧の関係をベクトルで図示し、誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが相殺するように働くことが説明できる。
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| 12週 |
アドミタンス |
並列回路の電流と電圧の関係はアドミタンスを用いて計算することができる。
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| 13週 |
RLC並列回路 |
RLC並列回路に流れる電流と全電圧の関係をベクトルで図示し、誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが相殺するように働くことが説明できる。
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| 14週 |
共振回路 |
RLC直列回路、LC並列回路に周波数の異なる交流電源を接続したときの周波数特性（電流、インピーダンス）について説明できる。
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| 15週 |
期末試験 |
期末試験
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| 16週 |
答案返却、解説 |
答案返却
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 1 | |
| 電場・電位について説明できる。 | 1 | |
| クーロンの法則が説明できる。 | 1 | |
| クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 1 | |
| オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 1 | |
| 抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 1 | |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 1 | |
| 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。 | 2 | |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 2 | |
| キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 2 | |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | 後1,後2 |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 2 | 後3 |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 2 | 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。 | 2 | 後5,後6,後7 |
| 瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 2 | 後2,後4 |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 2 | 後9,後10 |
| 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。 | 2 | 後11,後12 |
| 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。 | 2 | 後11,後12 |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 2 | 後13,後14 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 2 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |