到達目標
１．クーロンの法則・電界と電位が説明できること。（A2)
２．コンデンサの直並列回路を解けること。（A2)
３．複素数を用いて交流回路の計算ができること。（A2)
４．重ね合わせの理，テブナンの定理が理解できること。（A2)
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
(到達目標１）
| クーロンの法則・電界と電位が説明および、計算ができる。 | クーロンの法則・電界と電位が説明でき、簡単な計算がほぼできる。 | クーロンの法則・電界と電位が説明および、計算ができるない。 |
| 評価項目2
(到達目標２） | コンデンサの直並列回路の問題を解ける。 | コンデンサの簡単な直並列回路の問題を解ける。 | コンデンサの直並列回路の問題が解けない。 |
| 評価項目3
(到達目標３） | 複素数を用いて交流回路の計算ができる。 | 複素数を用いて簡単な交流回路の計算がほぼできる。 | 複素数を用いて交流回路の計算ができない。 |
| 評価項目4
(到達目標４） | キルヒホッフ、重ね合わせの理，テブナンの定理が理解でき、計算ができる。 | キルヒホッフ、重ね合わせの理，テブナンの定理が理解でき、簡単な回路の計算ができる。 | 重ね合わせの理，テブナンの定理が理解できず、また、計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
直流回路の拡張としての交流回路を学ぶ．複素数を道具として使い，位相，実効値，インピーダンスを学ぶ．また，複素数を使って簡単な交流回路の計算を行う．更に，回路の諸法則（重ね合わせの理，鳳テブナンの定理等）を学ぶ．
授業の進め方・方法:
予備知識：基礎電気（１年開講）で学んだオームの法則，キルヒホッフの法則を理解していること．また，抵抗の合成，簡単な直流回路の計算，複素数の和，差，積，除の計算ができること．
講義室：教室
授業形式：講義と演習
学生が用意するもの：ノート、電卓
注意点:
評価方法：４回の試験を７０％，演習・課題等を３０％で評価し，６０点以上を合格とする
自己学習の指針：毎回の授業で自習課題を課すので、自分で解けるようにすること。試験時には、例題及び自習課題を理解できていること。
オフィスアワー：兼田（火，金 午後４－５時） 唐沢（木，金 午後４－５時 ）
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
はじめに(講義の進め方，到達目標の
説明、静電気について） |
静電気の特徴を理解している
|
| 2週 |
3.1 静電力 |
クーロンの法則，静電誘導，静電遮蔽を理解できること。
|
| 3週 |
3.2 電界１ |
電界の強さ、電界内の電荷の受ける力、電束と電束密度が理解できること。
|
| 4週 |
3.2 電界２ |
電位と電位差、平等電界内の電位差、等電位面が理解できること。
|
| 5週 |
3.3 コンデンサ、静電容量 |
コンデンサの構造／性質、静電容量、および静電容量を求める式の導出も理解できること。
|
| 6週 |
3.3 コンデンサの接続、蓄えられるエネルギー |
コンデンサの直列，並列接続の式が理解でき，演習問題ができること。またコンデンサーに蓄えられる静電エネルギーについても理解できること。
|
| 7週 |
まとめ１ |
演習問題ができること。
|
| 8週 |
中間試験
|
|
| 2ndQ |
| 9週 |
3.4 放電現象 |
絶縁破壊、火花放電、コロナ放電、グロー放電、アーク放電、放電現象の応用について理解できること。
|
| 10週 |
4.1 正弦波交流 |
直流と交流の違い、整流と脈動電流、正弦波交流について理解できること。
|
| 11週 |
4.1 正弦波交流の取扱い |
瞬時値、最大値、平均値、実効値、ピークピーク値、周期と周波数、弧度法と角周波数、角周波数による瞬時式の表現、位相と位相差について理解できること。
|
| 12週 |
4.1 交流の発生原理 |
交流の発生原理，最大値，周波数，角速度，角周波数が理解できること。
|
| 13週 |
4.2 正弦波交流とベクトル |
正弦波交流をベクトルを用いて表すことが可能であり、位相差の計算について理解できること。
|
| 14週 |
4.2正弦波交流のベクトルの表示方法 |
直交座標表示と極座標表示が理解できること。
|
| 15週 |
4.2 正弦波交流について まとめ２ |
交流における各法則がわかり，演習問題ができること
|
| 16週 |
期末試験 |
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
4.3 交流回路の計算 |
抵抗、インダクタンス、静電容量だけの３回路のリアクタンス、電流の実効値、電流の瞬時値などの計算ができること。
|
| 2週 |
4.3 交流回路の計算 |
R,L,C直列回路のインピーダンス、各部分の電圧のベクトル表記、位相差の計算ができること。
|
| 3週 |
4.3 交流回路の計算 |
R,L,C並列回路のインピーダンス、各部の電流のベクトル表記、位相差の計算ができること。
|
| 4週 |
4.3 共振回路 |
R-L-C直列回路、R-L-C並列回路の直列／並列共振回路について理解できること。また、共振周波数を計算できること。
|
| 5週 |
4.4 交流電力 |
抵抗、インダクタンス、静電容量だけの３回路、およびインピーダンスZの回路における電力を理解し計算できること。
|
| 6週 |
4.4 交流電力 |
皮相電力、有効電力、力率、無効電力について理解し計算できること。
|
| 7週 |
交流回路のまとめ、演習 |
4.3、4.4をカバーする演習が解けること。
|
| 8週 |
中間試験 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
5.1 交流回路の複素数表示 |
複素数のベクトル表示、極座標表示、複素数の積・商などの基本的演算が解けること。
|
| 10週 |
5.2 記号法による交流回路の計算 |
R,L,Cだけの基本回路で電流Iと瞬時式iを求めることができること。
|
| 11週 |
5.2 R-L-C直列回路における記号法による交流回路の計算 |
より複雑なR-L-C直列回路における各部の電圧を複素数で求めることができること。複素インピーダンスも理解できること。
|
| 12週 |
5.2 R-L-C並列回路における記号法による交流回路の計算 |
より複雑なR-L-C並列回路における各部の電流を複素数で求めることができること。複素インピーダンスおよびアドミタンスも理解できること。
|
| 13週 |
5.3 キルヒホッフの法則 |
複素数とキルヒホッフの法則を用いて回路網の計算ができること。
|
| 14週 |
5.3 重ね合わせの理 |
重ね合わせの理に基づき回路網の計算を行い、キルヒホッフと同一の結果になることを確認できること。
|
| 15週 |
5.4 テブナンの定理および5.1-5.4のまとめ |
テブナンの定理の定理を回路網に適用し計算を行い、キルヒホッフと同一の結果になることを確認できること。
|
| 16週 |
期末試験 |
|
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 課題・演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |