到達目標
1. インピーダンスとアドミタンスを説明し、これらを計算できる。
2. 正弦波交流の複素表示を説明し、これを交流回路の計算に用いることができる。
3. キルヒホッフの法則を説明し、交流回路の計算に用いることができる。
4. 重ねの理やテブナンの定理等を説明し、これらを交流回路の計算に用いることができる。
5. 回路網方程式を立てる際に必要な式の数や未知変数の数について理論的に決定することができる。
6. 相互誘導現象を説明し、相互誘導回路の計算ができる。
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 | インピーダンス・アドミタンスを説明できる。また、これらを用いて３素子以上の交流回路の計算ができる。 | インピーダンス・アドミタンスを説明できる。また、これらを用いて２素子程度の交流回路の計算ができる。 | インピーダンス・アドミタンスについて説明ができない。 |
| 評価項目2 | 正弦波交流の複素表示を説明できる。またこれを交流回路の計算に用いることができる。 | 正弦波交流の複素表示を説明できる。 | 正弦波交流の複素表示を説明できない。 |
| 評価項目3 | キルヒホッフの法則を説明できる。またこれを交流回路の計算に用いることができる。 | キルヒホッフの法則を説明できる。 | キルヒホッフの法則を説明できない。 |
| 評価項目4 | 重ね合わせの理等の諸定理を説明し、これらを適宜用いて交流回路の計算を行うことができる。 | 重ね合わせの理等の諸定理を説明できる。 | 重ね合わせの理等の諸定理を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 (A)① 数学・物理・化学などの自然科学、情報技術に関する基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 (A)② 自主的・継続的な学習を通じて、基礎科目に関する問題を解くことができる。
準学士課程の教育目標 (B)① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 (B)② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
教育方法等
概要:
電気基礎で学んだ直流回路の解析手法をもとに、正弦波交流回路について諸定理を用いて電流や電圧等の諸量を算出するための手法を学ぶ。
授業の進め方・方法:
各単元の後半では、演習を行う。また授業のはじめに演習の解答を学生に発表してもらうことがある。
注意点:
授業中の演習で計算ができなかったところは自学・質問等により次の授業までに解決をしておくこと。
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
[直流]（復習）オームの法則・抵抗の直並列接続・電力 |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。
|
| 2週 |
[直流]（復習）キルヒホッフの法則 |
キルヒホッフの法則に基づいた式をたてることができる
|
| 3週 |
[直流]（復習）キルヒホッフの法則 |
キルヒホッフの法則に基づいてたてた式を計算し電流や電圧、抵抗値を計算することができる
|
| 4週 |
[交流]正弦波交流回路 |
正弦波交流電源の波形や瞬時値について理解することができる
|
| 5週 |
[交流]基本回路素子（RLC）の特性 |
抵抗器、コイル、コンデンサについて、電流・電圧の関係性について原理を理解し、説明できる。
|
| 6週 |
インピーダンスとアドミタンス |
正弦波交流回路のインピーダンスやアドミタンスを理解し、計算することができる。
|
| 7週 |
中間試験 |
|
| 8週 |
答案返却 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
[交流]周期変量の平均値と実効値 |
正弦波交流回路における電流・電圧の平均値や実効値を計算できる。
|
| 10週 |
正弦波交流のフェーザ表示 |
正弦波交流についてフェーザ表示を用いて表現でき、簡単な四則演算をすることができる。
|
| 11週 |
交流電力と力率 |
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。
|
| 12週 |
交流回路の記号的解法 |
正弦波交流回路の電流や電圧等を記号的解法を用いて求めることができる。
|
| 13週 |
キルヒホッフの法則 |
正弦波交流回路における諸量を求めるためにキルヒホッフの法則に基づいた式を立てることができる。
|
| 14週 |
キルヒホッフの法則 |
正弦波交流回路における諸量をキルヒホッフの法則に基づいた式を計算して求めることができる。
|
| 15週 |
前期期末試験 |
|
| 16週 |
答案返却 |
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
キルヒホッフの法則 |
正弦波交流回路における諸量をキルヒホッフの法則に基づいた式を計算して求めることができる。
|
| 2週 |
重ね合わせの理 |
重ね合わせの理について、原理を理解し説明することができる。
|
| 3週 |
テブナンの定理とノートンの定理 |
テブナンの定理とノートンの定理が成り立つことを理解し、計算することができる。
|
| 4週 |
ミルマンの定理 |
ミルマンの定理が成り立つことを理解し、計算することができる。
|
| 5週 |
交流電力と最大電力問題 |
相反定理について理解し、説明することができる。
|
| 6週 |
共振回路 |
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。
|
| 7週 |
中間試験 |
|
| 8週 |
答案返却 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
グラフによる回路の表現 |
グラフを用いて回路を表現することができる。
|
| 10週 |
回路網方程式 |
回路網方程式をたてるときの未知変数の数について理解し、説明することができる。
|
| 11週 |
二端子対回路の表現 |
二端子対回路について代表的なパラメータを算出することができる。
|
| 12週 |
二端子対回路の接続 |
二端子対回路についてパラメータがわかっている複数の回路の接続後のパラメータを算出できる。
|
| 13週 |
相互誘導現象 |
相互誘導現象の説明ができる。
|
| 14週 |
変成器 |
理想変成器について説明ができる。
|
| 15週 |
期末試験 |
|
| 16週 |
答案返却 |
|
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 | 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1 |
| 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 | 前2,前3 |
| 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1 |
| 重ねの理を説明し、直流回路の計算に用いることができる。 | 3 | |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 3 | |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前6 |
| 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 | 前4 |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前9 |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 3 | 前10 |
| 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 | 前5 |
| 瞬時値を用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 3 | 前4,前9 |
| フェーザを用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 3 | 前10,前11 |
| インピーダンスとアドミタンスを説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前6 |
| 正弦波交流の複素表示を説明し、これを交流回路の計算に用いることができる。 | 3 | 前6 |
| キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 前13,前14,後1 |
| 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 | 前12 |
| 網目電流法や節点電位法を用いて交流回路の計算ができる。 | 3 | 後9,後10 |
| 重ねの理やテブナンの定理等を説明し、これらを交流回路の計算に用いることができる。 | 2 | 後2,後3,後4,後5 |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 2 | 後6 |
| 相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 2 | 後13 |
| 理想変成器を説明できる。 | 2 | 後14 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前11 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 20 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 60 | 20 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |