到達目標
①誘導起電力に関する計算ができる
②トルクの関する計算が出来る。
③直流機の損失が理解できる。
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(可) | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | ファラデーの法則を用いて誘導起電力が求められる。 | フレミングの右手の法則を用いて誘導起電力が計算できる。 | グラフを見て正弦波関数の式が、導出できる。 | グラフを見て正弦波関数の式が、導出できない。 |
評価項目2 | トルクが電気入力に着目して算出できる。 | トルクがフレミングの左手の法則を用いて算出できる。 | トルクの大きさは算出が出来る。 | トルクの算出が出来ない。 |
評価項目3 | すべての損失が理解できる | 機械損と銅損が理解できる。 | 銅損が理解できる。 | 機械損と銅損が理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
数学の三角関数や交流回路の深い理解は電気機器学習には不可欠である。1年次の数学の教科書をひもといて理解ができない箇所をわかるようにする努力を望みたい。
電気機器は,フレミングの法則からわかるとおり,3次元の空間把握に慣れること,またファラデーの法則からわかるように微分についての物理的な解釈ができることが,学習の前提となっている。力学におけるニュートンの法則が,自分の中での思考を繰り返して初めて身につくように,粘り強い思考の繰り返しをして初めて理解できるのが電気機器という学問である。
電気機器は授業を聞くだけでわかる学問では決してない。したがって教科書は,行間に隠れている意味まで正しく理解ができるように最低10回は読み込まなくてはいけない。その際,忘れてならないのは式の展開は自分で紙に書いてみて完全に理解すること,図も自分で書いて空間把握に努めることである。
社会の中で動力源は利便性からもっぱら電動機に頼っている。電動機の基本的な理解は電気技術者にとって必須である。難しいといって尻込みするのではなく,4年次の誘導機や同期機,さらに機器実験に取り組んでもらいたい。重電の分野では,電気機器が最重要科目であり,これをしっかり理解しておくと,5年次の送配電工学の学習は楽に進めることができる。
この科目は、電機メーカーで回転機やパワーエレクトロニクス関連機器の設計開発と生産管理を担当していた教員がその経験を活かし、電気機器の動作原理や特性について電気主任技術者に必要な知識を講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
説明3/4,演習1/4の割合で講義を進めます。
注意点:
まとめと演習では,理解度テストを実施します。 その解答を元に,理解の不十分な箇所を復習し定期試験に備えてください。
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 |
ガイダンス 変圧器の結線(機器ⅠA) |
・シラバスから学習の意義、授業の進め方、評価方法を理解し、自学自習に活用できる ・変圧器の三相結線方法を説明できる
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2週 |
基礎原理 |
フレミングの法則,ファラデーの法則を説明できる
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3週 |
誘導起電力(1) |
直流機における誘導起電力をフレミングの右手の法則から導出できる
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4週 |
誘導起電力(2) |
直流機における誘導起電力をファラデーの法則を用いて導出できる
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5週 |
回転電気機械の巻線(1) |
回転子巻線の集中巻と分布巻を説明できる
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6週 |
回転電気機械の巻線(2) |
回転子巻線の分布巻において、巻線係数を算出できる
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7週 |
回転電気機械の巻線(3) |
具体例の電機子巻線の巻線係数、有効巻数、並列回路数の導出ができる
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8週 |
まとめと演習 |
これまでの学習内容の理解を深める
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4thQ |
9週 |
直流発電機の励磁方式 |
直流発電機の各種励磁方法を説明でき、励磁定数の算出ができる
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10週 |
直流機の特性(1) 損失と効率 |
直流機のパワーフローを描くことができ,損失と効率計算ができる
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11週 |
直流機の特性(2) 損失と効率 |
直流機のパワーフローを描くことができ,損失と効率計算ができる
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12週 |
直流他励電動機 |
直流他励電動機のトルク-電流,角速度特性が導出でき,速度調整法を説明できる
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13週 |
直流直巻電動機 |
直巻電動機の各特性を説明できる
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14週 |
まとめと演習 |
これまでの学習内容の理解を深める
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15週 |
定期試験 |
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16週 |
試験返却 |
試験問題の解説を通じて理解度を深める
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | 理想変成器を説明できる。 | 4 | |
電力 | 直流機の原理と構造を説明できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 演習 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 50 |
専門的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 40 |
分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |