到達目標
電池による発電や交流発電の原理を説明できる。
電気と力学・熱・化学・原子力・光とのエネルギー変換の基礎を説明できる。
水力・火力・原子力・太陽光・風力発電の基礎技術を説明できる。
エネルギーという視点から電気電子システム工学と社会との関わりについて意見を持ち，問題解決に取り組めるようになる．
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 | 水力・火力・原子力発電の原理、構造を理解し、有用性を説明ができる。 | 水力・火力・原子力発電の原理、構造を説明ができる。 | 水力・火力・原子力発電の原理、構造を説明できない。 |
| 評価項目2 | 電磁誘導を説明でき誘導起電力を計算できる。コンデンサ・コイルに蓄えられるエネルギーを計算できる。 | 電磁誘導を説明でき誘導起電力を計算できる。コンデンサ・コイルにエネルギーが蓄えられることを説明できる。 | 誘導起電力、コンデンサ・コイルにエネルギーが蓄えられることを説明できない。 |
| 評価項目3 | 三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を計算できる。 | 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。 | 三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電磁気学・電子回路・電気回路・電気機器で学んだ知識をもとに、水力・火力・原子力発電のそれぞれの有用性について学ぶ。また、大規模な発電所から電力消費地までの交流電力輸送に関わる電力設備の役割および電気絶縁の重要性について学ぶ。また、次世代電力ネットワークシステムの概要についても解説する。
授業の進め方・方法:
講義形式とし、授業ごとに課題を出す。
適宜、授業中に演習問題を出題する。
注意点:
電磁気学・電気回路・電気機器のテキストを使う場合があるので、可能な限り準備しておくこと。
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 |
電磁気学復習1 |
ガウスの法則を説明でき、誘電体に蓄えられるエネルーを計算できる。
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| 2週 |
電磁気学復習2 |
電磁誘導の法則を説明でき、磁界内部での物体の運動による起電力の大きさを計算できる。
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| 3週 |
電磁気学・電気回路復習3 |
自己および相互インダクタンスの値を計算できる。磁界のエネルギー密度を計算できる。
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| 4週 |
一次エネルギーと電気エネルギー
電気事業の歴史 |
物理的なエネルギーを電気エネルギーへ変換して利用することの有用性を説明できる。
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| 5週 |
電力設備 |
発電所から電力消費地までの送配電設備・変圧器・架空送電線などの設備の役割を説明できる。
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| 6週 |
水力発電の原理・火力発電の原理 |
水力発電の基本原理と種類、火力発電の基本原理と種類を説明できる。
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| 7週 |
中間試験
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| 8週 |
原子力発電の原理 |
核分裂エネルギーの大きさを理解し、原子力発電の基本原理を説明できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
交流の電力と複素数表示
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有効電力・無効電力・皮相電力・力率を複素数を用いて計算することができる。
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| 10週 |
三相交流
対称三相回路と三相電力 |
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。
対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。
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| 11週 |
Ｙ結線とΔ結線 |
電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。
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| 12週 |
電力設備の高電圧化と大容量化 |
高電圧化と大容量化による電力輸送の有用性を説明できる。
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| 13週 |
電気絶縁 |
絶縁および電力設備の保守を重要性を説明できる。
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| 14週 |
架空・地中送配電線路
パワーエレクトロニクスと直流送電 |
架空・地中送配電のメリット・デメリットを説明できる。直流送電のメリットとデメリットを説明できる。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
スマートグリッド
自然エネルギー |
次世代の電力ネットネットワークについて説明できる。太陽光発電・風力発電の長所・短所を説明できる。
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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 | 電磁気 | 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 4 | 後16 |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 4 | 後16 |
| 自己インダクタンス及び相互インダクタンスを求めることができる。 | 4 | 後16 |
| 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 | 後9,後10,後14,後16 |
| 電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 4 | 後11,後16 |
| 対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 4 | 後11,後16 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 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 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 40 |
| 専門的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 30 |
| 分野横断的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 30 |