到達目標
①インピーダンスの計算とベクトル図の作成ができ、交流回路の電流電圧計算ができる。
②複素数を用いた交流回路の計算がR-L直列、R-C直列回路に対してできる。
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 | 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 | R-L直列とR-C直列回路の電流、電圧の大きさと位相が算出できる。 | R-L直列とR-C直列回路いずれかの電流、電圧の大きさと位相が複素数を用いて算出できる。 | 誘導リアクタンスと容量リアクタンスの複素数表示ができ位相関係が説明できる | 左記の表示ができない.
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| 評価項目2 | 複素数を用いて、R-L直列とR-C直列回路の電流、電圧の大きさと位相が算出できる。 | R-L直列とR-C直列回路いずれかの電流、電圧の大きさと位相が複素数を用いて算出できる。 | 誘導リアクタンスと容量リアクタンスの複素数表示ができ位相関係が説明できる。 | 左記の表示ができない.
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学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
数学の三角関数と交流回路の解析には密接な関係がある。数学の基礎を確実に身につけておくことが電気の学習には不可欠である。
Ｊωは電気技術者の発明である。この強力な道具を自分のものとして下さい。
授業の進め方・方法:
随所にレポートを課します。
注意点:
電気工学の全ての基礎です。着実に理解し、回路の計算ができるようにしてください。
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 |
正弦波交流の性質 |
正弦波交流の式が立てられる。周期、周波数、実効値等の量が求められる。
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| 2週 |
Ｒ、Ｌ、Ｃ各素子の電流 |
各素子に流れる電流の位相と振幅が計算できる。
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| 3週 |
正弦波の合成 |
ベクトル合成を用いた正弦波の足し算ができる。
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| 4週 |
ＲＬ直列回路1 |
ＲＬ直列回路のインピーダンス三角形が作図できる。
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| 5週 |
ＲＣ直列回路1 |
ＲC直列回路のインピーダンス三角形が作図できる。
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| 6週 |
複素数１ |
複素数の直角座標表示についての計算ができる。
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| 7週 |
複素数２ |
複素数のフェーザ表示（極座標表示）についての計算ができる。
直角座標表示とフェー座標時間の変換ができる。
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| 8週 |
複素数３ |
複素数の回転と共役について理解できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
直列回路の複素インピーダンス |
交流回路の電圧、電流の複素数表示ができる。
電流と各素子の電圧が複素数表示で求められる。
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| 10週 |
小テスト1 |
複素数についての小テストを行う
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| 11週 |
小テスト１の解説 |
理解の不十分な箇所を完全に理解する。
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| 12週 |
複素インピーダンスを用いた直列回路の電流計算 |
R-L,R-C直列回路に流れる電流を計算できる
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| 13週 |
小テスト２ |
正弦波交流と複素インピーダンスを用いた直列回路の電流計算を中心に小テストを行う
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| 14週 |
小テスト２の解説 |
理解の不十分な箇所を完全に理解する。
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| 15週 |
複素インピーダンスを用いた並列回路・直並列回路の電流計算 |
R-L,R-C並列回路に流れる電流を計算できる。
さらに直並列回路についても計算できる。
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| 16週 |
期末テスト |
ＲＣ直列回路の電流の振幅と位相、また各素子の電圧とその位相がベクトル図を元に計算できる。
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 電気 | 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 | |
| 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 | |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | |
| 正弦波交流の特徴を説明し、周波数や位相などを計算できる。 | 3 | |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 3 | |
| R、L、C素子における正弦波電圧と電流の関係を説明できる。 | 3 | |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
| 合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | レポート | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 5 | 15 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 0 | 0 | 5 | 10 | 0 | 65 |
| 専門的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 5 | 0 | 35 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |