到達目標
(1) 電気回路の基本素子の特性を理解し、数学を用いて表現できる。
(2) 電気回路に関する基本的な法則を理解し、それを用いて回路方程式が立てられる。
(3) 直流回路、交流回路の問題を解き、その解の意味が説明できる。
(4) 共振回路・結合回路の説明および計算ができる。
(5) 交流電力と力率についての説明および計算ができる。
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 |
| 評価項目1 | □電気回路の基本素子の特性を理解し、数学を用いて表現できる。 | □電気回路の基本素子の特性を理解できる。 | □電気回路の基本素子の特性を理解できない。 |
| 評価項目2 | □電気回路に関する基本的な法則を理解し、それを用いて回路方程式が立てられる。 | □電気回路に関する基本的な法則を理解できる。 | □電気回路に関する基本的な法則を理解できない。 |
| 評価項目3 | □直流回路、交流回路の問題を解き、その解の意味が説明できる。 | □直流回路、交流回路の問題を解ける。 | □直流回路、交流回路の問題を解けない。 |
| 評価項目4 | □共振回路・結合回路の説明および計算ができる。 | □共振回路・結合回路について説明ができる。 | □共振回路・結合回路について説明ができない。 |
| 評価項目5 | □交流電力と力率についての説明および計算ができる。 | □交流電力と力率について説明ができる。 | □交流電力と力率について説明ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
【本校学習・教育目標（本科のみ）】 ３
説明
閉じる
教育方法等
概要:
電気回路を学ぶ上で最も大事なことは、抵抗、コイル（インダクタ）、コンデンサ（キャパシタ）の各素子における電圧と電流の関係をよく理解することである。直流回路においては、電圧と電流の関係はオームの法則しかないので理解は容易であるが、電圧・電流が時間的に変化する交流回路においては、コイルやコンデンサの電圧と電流の関係を、微分積分によって表すことが必要となる。また、正弦波交流回路では、電気回路の解析に、複素数やベクトルの考え方を用いることで、複雑な計算を容易にしている。さらに大規模な回路網の解析においては、行列・行列式が強力なツールとなる。このように、回路の理論解析を行う上で、数学表現に基づく物理現象の理解が非常に重要であり、このときに利用する様々な解析手法は、電気回路のみならず制御、力学、通信工学などにも通ずる、基本的な工学の考え方に基づいている。本授業では、数学を応用して、電気回路の基礎から交流理論、回路計算手法、周波数解析などを学ぶと同時に、多くの例題や問題を解くことによって、問題解決のための工学的なスキルを養う。
授業の進め方・方法:
授業のテーマに沿った解説を行い、関連する演習問題を解く。授業の一部に反転授業を取り入れ、順次発表の機会を作る。
全4回の定期試験、課題、およびノート（定期試験後に回収）によって総合的に評価する。また、授業への参加度に応じて加点する。
注意点:
1.試験や課題レポート等は、JABEE 、大学評価・学位授与機構、文部科学省の教育実施検査に使用することがあります。
2.授業参観される教員は当該授業が行われる少なくとも1週間前に教科目担当教員へ連絡してください。
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス・電気回路概説 |
基本的な電気回路の用語を挙げることができる
|
| 2週 |
基本回路素子における電圧と電流の関係 |
R,L,Cの電圧と電流の基本関係式が説明できる
|
| 3週 |
基本回路素子の直列接続と並列接続 |
R,L,Cをそれぞれ接続した場合の合成値の計算ができる
|
| 4週 |
直流回路 |
直流回路の基本法則に基づく回路計算ができる
|
| 5週 |
正弦波交流 |
正弦波の基本諸特性を図を用いて説明できる
|
| 6週 |
正弦波交流の発生 |
発電機による正弦波交流電圧の発生原理を説明できる
|
| 7週 |
基本回路素子における正弦波交流電圧と電流の関係 |
R,L,Cの各素子を正弦波交流電源に接続した場合に流れる電流を求めることができる
|
| 8週 |
前期中間試験 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験の振り返り |
試験結果の振り返りができる
|
| 10週 |
交流回路の計算（瞬時値を用いる方法） |
R,L,Cの基本回路について瞬時値を用いた回路計算ができる
|
| 11週 |
インピーダンスとアドミタンス |
回路素子をインピーダンスとアドミタンスに置き換えて計算することができる
|
| 12週 |
交流回路の計算（フェーザを用いる方法） |
R,L,Cの基本回路についてフェーザを用いた回路計算ができる
|
| 13週 |
交流回路の計算（複素数を用いる方法） |
R,L,Cの基本回路について複素数を用いた回路計算ができる
|
| 14週 |
演習 |
様々な交流回路の回路計算ができる
|
| 15週 |
交流回路の電力 |
交流電力の計算ができる
|
| 16週 |
前期末試験・振り返り |
試験結果の振り返りができる
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
合成インピーダンス，合成アドミタンス |
複数の交流素子が接続された回路の計算ができる
|
| 2週 |
分圧と分流 |
分圧と分流を使った回路計算ができる
|
| 3週 |
交流電源 |
電圧源と電流源の等価変換を用いた回路の解析ができる
|
| 4週 |
回路理論における諸定理 |
様々な定理を用いた回路計算ができる
|
| 5週 |
交流ブリッジ回路 |
交流ブリッジ回路の計算ができる
|
| 6週 |
グラフ理論による回路網の解析 |
回路網のグラフから木と補木を定めて節点と閉路を設定できる
|
| 7週 |
回路網方程式の立て方 |
閉路方程式と節点方程式を立てることができる
|
| 8週 |
後期中間試験 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験の振り返り |
試験結果の振り返りができる
|
| 10週 |
周波数特性 |
電源の周波数が変化した場合のインピーダンスや電流などの変化を調べることができる
|
| 11週 |
共振回路 |
共振条件を示し共振周波数と共振の鋭さを求めることができる
|
| 12週 |
ベクトル軌跡 |
回路の諸量が変化したときのベクトル軌跡を求めることができる
|
| 13週 |
相互誘導現象 |
|
| 14週 |
相互誘導回路 |
|
| 15週 |
変圧器 |
|
| 16週 |
学年末試験・振り返り |
|
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 |
評価割合
| 試験 | 課題 | ノート | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 20 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 20 | 10 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |