到達目標
(1) 直流機、変圧器の原理を定性的に説明できる。
(2) 直流機、変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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
| 直流機、変圧器の原理を定性的によく説明できる。
| 直流機、変圧器の原理を定性的に、ある程度説明できる。
| 直流機、変圧器の原理を定性的に説明できない。
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評価項目2
| 直流機、変圧器の特性に関する基本的な計算がよくできる。 | 直流機、変圧器の特性に関する基本的な計算がある程度できる。 | 直流機、変圧器の特性に関する基本的な計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気機器は、産業界から家庭用まで広く使用されている電動機、発電機、変圧器、あるいはそれらを応用した機器について学ぶ科目である。
電気機器1では、主として直流電動機、直流発電機、変圧器について、その構造、基本原理を理論と演習を通して習得する。
授業の進め方・方法:
座学を中心として授業を進めていくが、理解を深めるために適宜演習問題を課す。板書により数式の導出、ベクトル図等の説明するので、必ずノートをとること。
注意点:
本科目は学修単位であるので、次のような自学自習を60時間以上行うこと、
・授業毎に与える課題レポートに取り組む
・授業内容を理解するため、学習ノートおよび教科書で予習する
・授業内容の理解を深めるため、復習を行う
・定期試験の準備を行う
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 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ガイダンス、電気機器の概要(種類と用途) |
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2週 |
電気磁気学の基礎事項(磁気回路、電磁誘導、電磁力) |
電磁誘導、電磁力について説明できる
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3週 |
直流機の原理(誘導起電力と整流作用、励磁方式) |
直流機の原理を定性的に説明できる。
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4週 |
直流機の構造(基本構成、巻線法) |
直流機の原理を定性的に説明できる。
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5週 |
直流機の理論(磁気回路、電機子反作用、誘導起電力) 整流(整流作用、補極)
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直流機の原理を定性的に説明できる。
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6週 |
直流発電機の種類(他励発電機、分巻発電機、直巻発電機、複巻発電機) |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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7週 |
直流発電機の特性(無負荷特性、負荷飽和曲線、外部特性、電機子特性) |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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8週 |
前期中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
直流電動機の種類(励磁方式による分類) |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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10週 |
直流電動機の特性1(速度特性、トルク特性、速度トルク特性) |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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11週 |
直流電動機の特性2(速度特性、トルク特性、速度トルク特性) |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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12週 |
直流電動機の速度制御(界磁制御法、直列抵抗制御法、電圧制御法) |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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13週 |
直流機の損失と効率1(鉄損、銅損、機械損、規約効率) |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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14週 |
直流機の損失と効率2(鉄損、銅損、機械損、規約効率) 直流電動機の動的モデル(等価回路、始動特性、制動特性) |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。 直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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15週 |
前期末試験 |
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16週 |
復習 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
理想変圧器の原理1(動作原理、誘導起電力、巻数比) |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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2週 |
理想変圧器の原理2(ベクトル図、無負荷時及び負荷時の動作) |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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3週 |
実際の変圧器の原理(ベクトル図、無負荷時及び負荷時の動作) |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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4週 |
実際の変圧器の回路(電圧電流の関係、ベクトル図) |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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5週 |
変圧器の構造1(鉄心、巻線、外箱と冷却) |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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6週 |
変圧器の構造2(鉄心、巻線、外箱と冷却) |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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7週 |
変圧器の等価回路(等価回路の導出、簡易等価回路) |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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8週 |
後期中間試験 |
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4thQ |
9週 |
変圧器の特性算出法1 (百分率抵抗降下、リアクタンス降下、インピーダンス降下) |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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10週 |
変圧器の特性算出法2 (等価回路定数、電圧変動率) |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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11週 |
変圧器の損失と効率(損失、規約効率、温度上昇) |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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12週 |
変圧器の三相結線(極性試験、各種結線の特徴、ベクトル図) |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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13週 |
変圧器の相数変換と並行運転(三相と二相との相変換、三相と六相との相変換、並行運転) |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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14週 |
変圧器の試験(抵抗測定、無負荷試験、短絡試験) 各種の変圧器(三相変圧器、単巻変圧器、タップ切替変圧器) |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。 変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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15週 |
学年末試験 |
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16週 |
復習 |
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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 | 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。 | 3 | |
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | |
磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | 前2,前3,前4,前8 |
電流が作る磁界をビオ・サバールの法則を用いて計算できる。 | 3 | 前8 |
電流が作る磁界をアンペールの法則を用いて計算できる。 | 3 | 前8 |
磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | |
ローレンツ力を説明できる。 | 3 | |
磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | |
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。 | 2 | |
電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 2 | |
対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 2 | |
直流機の原理と構造を説明できる。 | 3 | 後9 |
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。 | 3 | |
半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。 | 2 | |
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。 | 1 | |
交流および直流送配電方式について、それぞれの特徴を説明できる。 | 1 | |
電力品質の定義およびその維持に必要な手段について知っている。 | 1 | |
電力システムの経済的運用について説明できる。 | 1 | |
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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 |
専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 80 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |