電気数学

科目基礎情報

学校 福井工業高等専門学校 開講年度 令和08年度 (2026年度)
授業科目 電気数学
科目番号 0008 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電気電子工学科 対象学年 2
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 熊谷文宏,浅川毅,”電気のための基礎数学”,東京電機大学出版局 / 参考資料:数学・物理・電気回路・電気磁気学関連のテキスト
担当教員 荒川 正和

到達目標

(1)電気回路、電気磁気学、力学など、各種の物理現象を理解・説明するために必要な数学的基礎(四則計算、三角関数など)が理解できており、活用できること。
(2)関数の形や計算の結果を、直観的にグラフ等で表せるようになること。

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
電気数学に関連する問題解法能力応用的な問題に対する解法が示せる。基礎的な問題に対する解法が示せる。充分な解法が示せない。
授業関連の課題提出能力課題に対して充分な解答が示せる。課題が提出できる。課題が提出出来ない。
授業態度授業に積極的に参加できる。授業を真摯な態度で受講できる。授業を受講する態度に達していない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 RB2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
講義・演習を通して、電気現象の理解に数学が役立つこと(必須であること)を理解させる。また数学力、およびその適用能力を向上させるために、課題を課す。
電気電子工学の専門科目で必要となる数学について、数学との違いも示しつつ進める。
授業の進め方・方法:
基本は講義形式であるが、科目内容の性格上、演習にも重きを置く。講義に関連すると考えられる数学、物理、電気回路、電気磁気学などのテキストを適切に併用して行う。
注意点:
本科(準学士過程):RB2(◎)
毎時間の演習、課題(自宅演習)の継続が重要である。
関連科目:専門基礎Ⅲ(1年)、電気回路Ⅰ(2年)、電気磁気学Ⅰ(2年)、各種数学、物理
評価方法:総合評定は演習50%、課題(自宅演習)50%の割合で評価算出する。
評価基準:100点満点で60点以上を合格とする。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス
式の計算(基礎)の講義・演習
直流回路の計算に必要な分数計算を適切に行うことができる。
2週 式の計算(文字式)の講義・演習 文字式の計算、平方根、指数計算を適切に行うことができる。
3週 式の計算(応用)の講義・演習 第2週までの学習内容を、実際の電気分野の問題に適用できる。
4週 一次、およびその連立方程式に関する講義・演習 一次方程式、連立方程式を、回路計算に適用できる。
5週 連立方程式の行列式による解法に関する講義・演習 連立一次方程式を行列式を用いて解くことができ、回路計算に適用できる。
6週 二次方程式、比例/反比例に関する講義・演習 二次方程式を解くことができ、比例/反比例の概念と合わせて回路計算に適用できる。
7週 一次、および二次関数のグラフと不等式 一次、および二次関数をグラフで表現でき、専門分野の問題と関連付けして説明できる。
8週 これまでの復習
2ndQ
9週 三角関数に関する講義・演習 三角関数の扱いに慣れる。関数電卓を活用できる。専門分野での必要性について理解する。
10週 三角比とベクトル、弧度法に関する講義・演習 三角比とベクトルを種々の専門分野の問題へ応用できることを理解し、問題を解くことができる。
11週 正弦定理と余弦定理、加法定理に関する講義・演習 三つの定理を専門分野の問題に適用し、問題を解くことができる。
12週 三角関数のグラフ、角周波数に関する講義・演習 三角関数のグラフを理解できる。角周波数の概念を交流理論の基礎と関連付けて理解できる。
13週 三角関数のグラフと位相差に関する講義・演習 位相差について理解できる。交流理論の基礎と関連付けて理解できる。
14週 正弦波交流の平均値・実効値に関する講義・演習 交流理論の基礎的な各種パラメタに関する計算ができる。
15週 学習のまとめ
16週

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
基礎的能力数学数学数学整式の加減乗除の計算、及び因数定理等を利用した簡単な因数分解ができる。 3前1,前3
分数式の加減乗除の計算ができる。3前1,前3
実数の絶対値について理解し、計算ができる。3前1,前3
分母の有理化等の平方根の計算ができる。3前2,前3
複素数の相等を理解し、加減乗除及び絶対値の計算ができる。3前2,前3
解の公式等を利用して、二次方程式を解くことができる。3前6
連立方程式を解くことができる。3前4,前5
無理方程式及び分数方程式を解くことができる。3
恒等式の考え方を活用できる。3
累乗根や指数法則を利用した計算ができる。3前2
角を弧度法で表現することができる。3
鋭角の三角比及び一般角の三角関数の値を求めることができる。3前9
三角関数の性質及びグラフを理解し、三角関数を含む方程式・不等式を解くことができる。3前12,前13
加法定理を利用できる。3前10
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、電力の関係を理解し、回路の計算に用いることができる。3
合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、回路の計算ができる。3
キルヒホッフの法則や重ねの理等の定理を理解し、回路の電圧や電流、電力を計算できる。3
瞬時値を理解し、抵抗、インダクタンス、キャパシタンス回路の計算に用いることができる。2
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。2
フェーザ、複素数表示を理解し、これらを正弦波交流回路の計算に用いることができる。2
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。2
電磁気電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。3
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。3
静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。3
コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。3

評価割合

演習課題合計
総合評価割合505000100
基礎的能力505000100
専門的能力00000
分野横断的能力00000