到達目標
1.交流の直列回路,並列回路,ブリッジ回路についての電圧,電流,インピーダンス,電力の計算ができる。
2.静電界について,電荷,電界,電位の計算ができる。
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 |
到達目標
項目1 | 各種定理・法則を用いて交流回路についての計算ができる。 | 各種定理・法則を用いて交流回路についての簡単な計算ができる。 | 各種定理・法則を用いて交流回路についての計算ができない。 |
到達目標
項目2 | 静電界について、電荷・電界・電位の計算ができる。 | 静電界について、電荷・電界・電位の簡単な計算ができる。 | 静電界について、電荷・電界・電位の簡単な計算ができない。 |
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学科の到達目標項目との関係
本科学習目標 1
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本科学習目標 2
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本科学習目標 4
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教育方法等
概要:
3学年の電気回路Iで学習する交流回路・各種回路計算法,および電気磁気学Iで学習する静電界の法則・計算法について,演習問題を通して思考力を高め表現力を養う。 この授業では,回路解析・静電界の各種計算に必要な専門基礎学力を身につけ,多くの演習問題に取り組むことで,課題の解決方法を習得することを目的とする。
授業の進め方・方法:
【事前事後学習など】到達目標の達成度を確認するため,小テストを実施する。
【関連科目】電気回路I,電気磁気学I
【MCC対応】Ⅴ-C-1電気回路,Ⅴ-C-2電磁気,Ⅴ-C-5電力,Ⅵ-C電気・電子系分野(実験・実習能力)
注意点:
回路基礎・電気工学演習Iで学んだ計算法,および解析学I,代数・幾何Iで学んだ微分・積分・ベクトルについての計算法を身につけておくことが重要である。
【評価方法・評価基準】成績の評価基準として50点以上を合格とする。
演習課題(50%),小テスト(50%)
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 |
インピーダンスとアドミタンス(電気回路) |
インピーダンスとアドミタンスの計算ができる。
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2週 |
スカラとベクトル,ベクトル演算(電磁気) |
スカラとベクトルを理解し,ベクトルの演算ができる。
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3週 |
交流の直列回路(電気回路) |
直列回路の合成インピーダンスや分圧を理解し,回路の計算ができる。
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4週 |
偏微分,勾配,発散,回転(電磁気) |
偏微分について理解し、勾配、発散、回転の演算ができる。
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5週 |
交流の並列回路(電気回路) |
並列回路の合成アドミタンスや分流を理解し,回路の計算ができる。
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6週 |
点電荷間のクーロン力(電磁気) |
電荷とクーロン力について理解し、位置ベクトルを用いたクーロン力について演算ができる。
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7週 |
交流の直並列回路1(電気回路) |
回路の合成インピーダンスや合成アドミタンスを理解し,回路の計算ができる。
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8週 |
交流の直並列回路2(電気回路) |
直並列回路の計算ができる。
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2ndQ |
9週 |
電荷による電界(電磁気) |
電界について理解し、位置ベクトルを用いた複数の電荷の電界について演算ができる。
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10週 |
交流の電力(電磁気) |
有効電力,無効電力,皮相電力,力率を理解し,電力の計算ができる。
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11週 |
ガウスの法則1(電磁気) |
ガウスの法則について理解し、ガウスの法則を用いて電界について演算ができる。
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12週 |
交流回路の諸定理(電気回路) |
キルヒホッフの法則,重ねの理,手ブランの定理を理解し,これらを用いて回路の計算ができる。
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13週 |
ガウスの法則2(電磁気) |
ガウスの法則について理解し、ガウスの法則を用いて電界について演算ができる。
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14週 |
交流ブリッジ(電気回路) |
各種ブリッジ回路の平衡条件を求めることができる。
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15週 |
前期復習 |
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16週 |
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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 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 4 | |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 4 | |
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 4 | |
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
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 | |
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 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 | |
瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | |
フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | |
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 | |
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
重ねの理を用いて、回路の計算ができる。 | 4 | |
網目電流法を用いて回路の計算ができる。 | 4 | |
節点電位法を用いて回路の計算ができる。 | 4 | |
テブナンの定理を回路の計算に用いることができる。 | 4 | |
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 4 | |
相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 4 | |
理想変成器を説明できる。 | 4 | |
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
電力 | 三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できる。 | 4 | |
電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 4 | |
対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 4 | |
分野別の工学実験・実習能力 | 電気・電子系分野【実験・実習能力】 | 電気・電子系【実験実習】 | インピーダンスの周波数特性を考慮し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
共振について、実験結果を考察できる。 | 4 | |
評価割合
| 小テスト | 課題 | 合計 |
総合評価割合 | 50 | 50 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 50 | 50 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |