電気工学

科目基礎情報

学校	宇部工業高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	電気工学
科目番号	14021	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 1
開設学科	機械工学科	対象学年	4
開設期	4th-Q	週時間数	2
教科書/教材	「電気基礎（上）」　川島純一ら著　（東京電機大学出版局）/「電気回路の基礎　第２版」　西牧正郎ら著　（森北出版）
担当教員	南野 郁夫

到達目標

(1)オームの法則に従う直流回路の合成抵抗や電流・電圧計算、(2)磁界の計算と方向説明、(3)磁界中の力とインダクタンス計算が行えることが本科目の到達目標である。

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	最低限の到達レベルの 目安(可)	未到達レベルの目安
評価項目1	オームの法則およびキルヒホッフの法則を説明でき、直列・並列を組み合わせた回路の合成抵抗や電流、電圧を正確に計算できる。	オームの法則を理解し、直列・並列を組み合わせた回路の合成抵抗や電流、電圧を計算できる。	オームの法則に従って、直列接続および並列接続の合成抵抗や電流、電圧を計算できる。	オームの法則に従わない計算を行ってしまう。直列接続または並列接続の合成抵抗を計算できない。
評価項目2	クーロンの法則およびビオ・サバールの法則、アンペアの周回路の法則をすべて説明でき、磁界の強さの計算を正確に行える。	クーロンの法則およびビオ・サバールの法則、アンペアの周回路の法則のいずれかを説明でき、磁界の強さ計算と磁界方向説明が行える。	クーロンの法則および磁界と磁束の関係を説明でき、磁界の強さの計算と磁界の方向説明を行える。	クーロンの法則および磁界と磁束の関係を説明できず、磁界の強さの計算と磁界の方向説明も行えない。
評価項目3	電磁力および電磁誘導、磁気回路におけるオームの法則を説明でき、磁界中の電流に働く力およびインダクタンス計算を正確に行える。	電磁力および電磁誘導を説明でき、磁界中の電流に働く力およびインダクタンスの計算を行える。	電磁力または電磁誘導を説明でき、磁界中の電流に働く力またはインダクタンスの計算を行える。	電磁力および電磁誘導を説明できず、磁界中の電流に働く力およびインダクタンスの計算も行えない。

教育方法等

概要:

第４学期開講
　電気分野における必須の知識である電気工学の導入部分の習得を目的とする。前半では電気工学の基本となる直流回路を学習する。オームの法則およびキルヒホッフの法則、ホイートストーンブリッジを理解し、直流回路における電圧・電流・抵抗・電力の計算方法について学ぶ。また電気の各種作用についても学ぶ。後半では電流と磁気の基礎事項について学習する。磁界の強さ・磁気回路・磁化曲線などの磁気の概念を理解した後、モータや発電機の原理である電磁力・電磁誘導について学ぶ。
※実務との関係
この科目は電子機器メーカでソーラーパワーコンディショナーや温度調節器の開発を担当した教員が，講義形式で授業を行うものである。

授業の進め方・方法:

　毎回プリントを配布し、特に重要な項目を【ポイント】として挙げています。担当教員の説明を聞き、自分の頭で論理的に理解した内容を【ポイント】の項目に書き込みましょう。自学自習レポート【宿題】は、電気工学の分野に興味を持ち理解を深めるためのものです。将来の仕事に関連する情報などをインターネットを使って収集するなど、個々人の将来計画に合わせた目的意識付けも狙っています。

注意点:

　毎回忘れずに自学自習レポートを提出することが重要です。理解できなかったことは必ず質問し、しっかりと実力を身に着けてください。

授業の属性・履修上の区分

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	4thQ
		9週	ガイダンスと直流回路の基礎	オームの法則、直列回路、並列回路について説明できる。
		10週	直流回路の計算とキルヒホッフの法則	直並列回路とキルヒホッフの法則による連立方程式の導き方について説明できる。
		11週	ブリッジ回路と電力・電力量・効率	ホイートストンブリッジの平衡条件と電力・電力量および効率について説明できる。
		12週	抵抗と電気に関する現象	抵抗率、抵抗の温度係数、抵抗の読み方，熱伝導、ゼーベック効果、電池などについて説明できる。
		13週	磁界と磁束密度	磁界と磁気力に関するクーロンの法則と磁束密度、透磁率および比透磁率について説明できる。
		14週	磁気回路	ビオ・サバールの法則およびアンペア周回路の法則と磁気回路におけるオームの法則について説明できる。
		15週	電磁力とインダクタンス	磁界中の電流に働く力と起電力に関する自己インダクタンスと相互インダクタンスについて説明できる。
		16週	定期試験

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
基礎的能力	自然科学	物理	電気	導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。	3
				電場・電位について説明できる。	3
				クーロンの法則が説明できる。	3
				クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。	3
				オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。	3
				抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。	3
				ジュール熱や電力を求めることができる。	3

評価割合

	試験	レポート	自学自習	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	60	30	10	0	0	0	100
基礎的能力	40	20	10	0	0	0	70
専門的能力	20	10	0	0	0	0	30
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0