到達目標
(1)直流・交流回路の電流・電力等を計算できる。(C-1)
(2)発電機・電動機の原理や特性を説明できる。(C-1)
(3)電気電子に係る各種の量を測定する技術を説明できる。(C-1)
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 |
| 直流・交流回路の電流・電力 | 直流・交流回路の電流・電力等を計算できる | 直流回路の電流・電力等を計算できる | 直流回路の電流・電力等を計算できない |
| 発電機・電動機 | 発電機・電動機の原理や特性を説明できるできる | 発電機・電動機の原理や特性を知っている | 発電機・電動機の原理や特性を知らない |
| 電気電子に係る各種の量を測定する技術 | 電気電子に係る各種の量を測定する技術を説明できる | 電気電子に係る各種の量を測定する技術を知っている | )電気電子に係る各種の量を測定する技術を知らない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
物質工学分野を専攻した技術者にとっても電気電子機器は多く活用されている。本授業では、物質工学科の学生を対象に、電気電子の基礎理論に重点を置いて、物質工学分野への活用を考慮しながら学習する。講義内容に対応した演習(プリント問題)を適宜実施する。
授業の進め方・方法:
注意点:
事前学習：当該週の講義範囲に関する教科書の内容を事前に読んでおくこと。その際に物理学、数学の部分で理解が不足してると感じた場合には該当分野を復習しておくこと。
事後学習：講義では一回の授業当たり教科書の１～3章程度進む。例題等を参考に章末問題を解くなどして理解を深めておくこと。毎回授業の最初に前回授業内容に係る小テストを実施。
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 |
直流回路の基本 |
電気回路論における電圧・電流・電気抵抗は、水路における水圧・流量・流れ抵抗になぞらえて説明することが広く知られています。ここでは、電界回路における基本概念と基本法則について学びます。
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| 2週 |
電気の持つエネルギー・電気抵抗 [実験] |
電気エネルギーは他のエネルギー形態に比べて、輸送性、貯蔵性、変換性に極めて優れたエネルギー形態です。ここでは電気エネルギーの消費について学びます。また、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するときに重要となる電気抵抗の特徴についても学びます。
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| 3週 |
磁界・モータを回転させる力 |
鉄片を引き付ける性質、つまり磁性は磁石だけでなく、電流が流れる導線の周囲にも発現します。さらに、この磁性を帯びた空間、つまり磁界の中に電流路が存在する場合、磁界の向きおよび電流の向きと直角の方向に電磁力が発生します。この力を連続的に円運動として取り出す装置がモータです。ここでは電磁力がいかに巧みに利用されているかについて学びます。
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| 4週 |
コイルに発生する起電力 |
起電力とは何らかの行為によって生じた電圧のことを言います。特に、時間的に変化する磁界中のコイルに起電力が発生することを電磁誘導といいます。
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| 5週 |
交流回路の基本 |
我が国の発電電力のおよそ95％は蒸気タービンや水車などの回転力が交流発電機に入力することにより得られています。交流発電機の出力電圧・電流波形は正弦波状となり、わが国ではその周波数を50/60Hzを維持するように調整いながら運用されています。ここでは、交流電気回路の基礎を理解するべく、複素記号法を導入して説明します。
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| 6週 |
コイルのはたらき・変圧器 |
交流回路においてコイルは磁気エネルギーを連続的に貯蔵・放出する素子として作用し、電圧及び電流の状態の大きな影響を与えます。また、2つのコイル間の電磁誘導現象を利用した変圧器（図12.6）は、現在の大規模交流電力ネットワークの基本構成要素となっています。
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| 7週 |
コンデンサのはたらき・静電界 [実験] |
交流回路において電界エネルギーを連続的に貯蔵・放出する素子として作用するのがコンデンサです。コンデンサのはたらきを理解するためには電荷間に働く力や電界についての知識が必要となります。
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| 8週 |
さまざまな電気電子計測の原理 |
現代の科学計測ではあらゆる物理量が電気信号に変換され、測定されるようになりました。物理量を電気量に変換する機能を有する素子をトランスデューサ・センサと言います。ここでは代表的なセンサの原理や使用上の注意について説明します。
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| 2ndQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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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 |
評価割合
| 小テスト | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |