電源と抵抗を含む回路において、各部の電流、電圧が求められること。また、コイル、コンデンサの動作を定性的に説明できることを目標とする。
概要:
電気現象を理解するための基本概念と、電気回路の基本構成要素となる抵抗、コイル、コンデンサの動作およびその利用法を理解させ、次年度以降の電気系科目を学習するための導入部とする。必修得(卒業時)科目です。
授業の進め方・方法:
座学の講義を基本とし、適宜演習や実験を行い理解を深める。また、適宜演習レポート、小テストを課す。
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
電気とは |
電気の源、電流、電位、電位差、電圧、電源など電気に関する基本事項を習得する。
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2週 |
オームの法則 |
オームの法則、電源と抵抗1個からなる回路の性質、電圧、電流の測定法について習得する。
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3週 |
実験(1) |
マルチメータの使用法を学び、これを用いて、電圧、電流、抵抗を測定する。
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4週 |
抵抗の直列接続(1) |
抵抗の直列接続の方法、合成抵抗の求め方を学ぶ。電圧降下、電位の意味を習得する。
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5週 |
抵抗の直列接続(2) |
抵抗を直列接続した回路において、各抵抗に加わる電圧(分圧)について習得する。
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6週 |
実験(2) |
抵抗の直列接続を含む回路の電圧、電流を測定して、オームの法則や電圧降下などの概念を確認する。
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7週 |
演習 |
種々の直列回路の解析の演習を行なう。
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8週 |
中間試験 |
抵抗の直列接続において、それらの性質や各部の電圧、電流を求める問題を出題する。
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2ndQ |
9週 |
中間試験の解答と解説 |
抵抗の並列接続・中間試験の解答解説を行う。 抵抗を並列接続した回路について合成抵抗、各抵抗に流れる電流(分流)について習得する。
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10週 |
抵抗の直並列接続 |
抵抗の直列接続、並列接続を混合した回路の解析法について習得する。
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11週 |
実験(3) |
抵抗の直並列接続、電流、電圧の測定する。
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12週 |
演習 |
抵抗の直並列回路に関する演習をする。
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13週 |
電源の内部抵抗 |
電源に内部抵抗が存在する場合の性質について習得する。
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14週 |
演習 |
内部抵抗を含む回路について演習を行う。
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15週 |
期末試験 |
直並列回路、内部抵抗を含む電源を用いた回路の解析に関する問題を出題する。
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16週 |
答案返却など |
答案用紙を返却し、解答と解説を行う。
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後期 |
3rdQ |
1週 |
キルヒホッフの法則(1) |
キルヒホッフの第一法則、第二法則について習得する。
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2週 |
キルヒホッフの法則(2) |
キルヒホッフの法則を用いた回路の解析法を習得する。
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3週 |
演習 |
キルヒホッフの法則を用いた回路の解析演習を行う。
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4週 |
演習 |
キルヒホッフの法則を用いた回路の解析演習を行う。
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5週 |
演習 |
直流回路解析の演習を行う。
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6週 |
電力と電力量 |
電力と電力量の考え方について習得する。
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7週 |
演習 |
抵抗の電力消費に関する演習を行う。
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8週 |
中間試験 |
キルヒホッフの法則を用いた回路の解析、電力に関する問題を出題する。
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4thQ |
9週 |
中間試験の解答と解説 |
答案用紙を返却し、解説を行う。
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10週 |
磁気の性質(1) |
磁気の性質、電流の磁気作用について習得する。
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11週 |
磁気の性質(2) |
電磁誘導とインダクタンス、電磁力について習得する。
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12週 |
演習 |
電磁誘導、電磁力に関する演習を行う。
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13週 |
静電気の性質 |
コンデンサの性質について習得する。
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14週 |
演習 |
磁気・静電気に関する演習を行う。
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15週 |
期末試験 |
前期の復習問題、電流の磁気作用、電磁誘導、電磁力、コンデンサの性質に関する問題を出題する。
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16週 |
答案返却など |
答案用紙を返却し、解答と解説を行う。
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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 |
基礎的能力 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 2 | 前3 |
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 2 | 前6 |
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 1 | 前11 |
実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 1 | 前11 |
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 1 | 前7 |
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。 | 3 | 前1 |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | 前2 |
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | 後1 |
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。 | 3 | 前10 |
ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 2 | 後4 |
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 後6 |
相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 1 | 後11 |
重ねの理を用いて、回路の計算ができる。 | 2 | 後5 |
情報系分野 | その他の学習内容 | オームの法則、キルヒホッフの法則を利用し、直流回路の計算を行うことができる。 | 3 | 後5 |