概要:
本講義では、 電気磁気現象の物理的な解釈を基本として、 電気電子工学の基礎が理解できるように養成する。特に、電磁気学、電気回路現象が起こる物理的機構を解説し、基本となる電気回路、電子回路を理解取得するとともに、種々の電子素子及び電気電子応用技術についても学習する。
授業の進め方・方法:
本科目は学修単位科目である。従って、授業においては基本となる電気回路、電子回路を理解取得するとともに、種々の電子素子及び電気電子応用技術に関する講義を行い、さらに授業外学修のための課題(予習・復習)を課す。
注意点:
定期試験の成績を30%、演習課題を70%により評価する.
講義時の授業態度および講義への遅刻に対して減点を課す場合がある.
評価基準:60点以上を合格とする.
環境生産システム工学プログラム:JB3(◎)
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。 | 5 | |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 5 | |
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 5 | |
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。 | 5 | |
重ねの理を説明し、直流回路の計算に用いることができる。 | 5 | |
ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 5 | |
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 5 | |
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。 | 5 | |
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 5 | |
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 5 | |
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。 | 5 | |
瞬時値を用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 5 | |
フェーザを用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 5 | |
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。 | 5 | |
正弦波交流の複素表示を説明し、これを交流回路の計算に用いることができる。 | 5 | |
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 5 | |
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。 | 5 | |
網目電流法や節点電位法を用いて交流回路の計算ができる。 | 5 | |
重ねの理やテブナンの定理等を説明し、これらを交流回路の計算に用いることができる。 | 5 | |
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 5 | |
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 5 | |
RL直列回路やRC直列回路等の単エネルギー回路の直流応答を計算し、過渡応答の特徴を説明できる。 | 5 | |
RLC直列回路等の複エネルギー回路の直流応答を計算し、過渡応答の特徴を説明できる。 | 5 | |
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。 | 5 | |
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。 | 5 | |
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 5 | |
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 5 | |
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 5 | |
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。 | 5 | |
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。 | 5 | |
静電エネルギーを説明できる。 | 5 | |
電流が作る磁界をビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を用いて説明でき、簡単な磁界の計算に用いることができる。 | 5 | |
電流に作用する力やローレンツ力を説明できる。 | 5 | |
磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 5 | |
電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 5 | |
自己誘導と相互誘導を説明でき、自己インダクタンス及び相互インダクタンスに関する計算ができる。 | 5 | |
磁気エネルギーを説明できる。 | 5 | |
電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 5 | |
バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 5 | |
FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 5 | |
利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。 | 5 | |
トランジスタ増幅器のバイアス供給方法を説明できる。 | 5 | |
演算増幅器の特性を説明できる。 | 5 | |
反転増幅器や非反転増幅器等の回路を説明できる。 | 5 | |
電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 5 | |
原子の構造を説明できる。 | 5 | |
結晶、エネルギーバンドの形成、フェルミ・ディラック分布を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 5 | |
真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 5 | |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 5 | |
pn接合の構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてpn接合の電流―電圧特性を説明できる。 | 5 | |
バイポーラトランジスタの構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてバイポーラトランジスタの静特性を説明できる。 | 5 | |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 5 | |
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。 | 5 | |
直流機の原理と構造を説明できる。 | 5 | |
誘導機の原理と構造を説明できる。 | 5 | |
同期機の原理と構造を説明できる。 | 5 | |
変圧器の原理、構造、特性を説明でき、その等価回路を説明できる。 | 5 | |
電力システムの構成およびその構成要素について説明できる。 | 5 | |
電力システムの経済的運用について説明できる。 | 5 | |
水力発電の原理について理解し、水力発電の主要設備を説明できる。 | 5 | |
火力発電の原理について理解し、火力発電の主要設備を説明できる。 | 5 | |
原子力発電の原理について理解し、原子力発電の主要設備を説明できる。 | 5 | |
その他の新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の概要を説明できる。 | 5 | |
計測 | 指示計器について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法を説明できる。 | 5 | |
倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法について説明できる。 | 5 | |
電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 5 | |
ブリッジ回路を用いたインピーダンスの測定原理を説明できる。 | 5 | |