電気工学概論

科目基礎情報

学校	都城工業高等専門学校	開講年度	平成31年度 (2019年度)
授業科目	電気工学概論
科目番号	0083	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	機械工学科	対象学年	5
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	わかりやすい電気基礎（著者　高橋寛監修　安倍則男　近藤有三　山本忠幸　他5名　，コロナ社） ISBN978-4-339-00757-2、電気エネルギー応用工学（著者　森本雅之　森北出版） ISBN978-4-627-775312、電気基礎 （著者　柴田尚志　皆藤新一　コロナ社）ISBN：978-4-339-01181-4、電気回路の基礎 （著者　西巻正郎　森　武昭　荒井俊彦　森北出版）ISBN:978-4-627-73253-7、新編電気工学講座　改訂 電気応用（2） （著者　増田参一郎　曽小川久和　コロナ社）ISBN：978-4-339-00204-1
担当教員	楠原 良人

到達目標

1）正弦波交流における電圧や電流の表示法が理解できること。
2）基本的な交流回路の電圧や電流の計算ができること。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3）基本的な三相交流回路の電圧や電流の計算ができること。　
4）電気エネルギーの発生と種類及びその制御法と応用が理解できること。

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	正弦波交流電圧・電流およびインピーダンスの表示法が理解でき、各回路要素の電圧と電流の位相関係がベクトル図を用いて説明できる。	正弦波交流電圧・電流およびインピーダンスの表示法が理解できる。	正弦波交流電圧・電流の表示法が理解できる。
評価項目2	R、L、Cの直列および並列接続回路におけるインピーダンス、アドミタンス、電圧、電流および電力の計算ができる。	R、L、Cの直列接続回路におけるインピーダンス、電圧、電流および電力の計算ができる。	R、L、Cの直列接続回路におけるインピーダンス、電圧、電流の計算ができる。
評価項目3	対称三相交流のY－Y接続、Δ－Δ接続、Δ－Y接続およびY－Δ接続回路における電流、電圧、電力の計算ができる。	対称三相交流のY－Y接続およびΔ－Δ接続回路における電流、電圧、電力の計算ができる。	対称三相交流のY－Y接続およびΔ－Δ接続回路のいずれかにおける電流、電圧の計算ができる。
評価項目4	電気エネルギー発生の原理と種類及びその制御方法が理解できるとともに、その応用が説明できる。	電気エネルギー発生の原理と種類及びその制御方法が理解できる。	電気エネルギー発生の原理と種類が理解できる。

教育方法等

概要:

交流回路や電気エネルギー応用工学の基礎理論を学ぶことにより、機械技術者に必要な電気的素養と電気エネルギーの応用技術を身につけること。

授業の進め方・方法:

交流回路で用いられる理論においては、複素数や三角関数の理解が必須であるので、十分に理解を深めておくこと。
電気エネルギー応用工学の理論においては、４年で学んだ電力・ジュール熱・電磁力・電磁誘導作用などの基礎理論を十分に理解しておくことが必要である。
４年で学んだ基礎理論を復習し自己学習しておくこと。

注意点:

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	授業計画の説明 １．交流回路 （１）正弦波交流の性質 正弦波交流の発生、平均値と実効値	授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明 （１）正弦波交流に関する基礎的な性質を理解する。
		2週	正弦波交流の発生、平均値と実効値	（１）正弦波交流に関する基礎的な性質を理解する。
		3週	角周波数、位相と位相差	（１）正弦波交流に関する基礎的な性質を理解する。
		4週	（２）交流回路の取り扱い方 正弦波交流のベクトル表示	（２）交流回路の基本要素である抵抗(Ｒ)，インダクタンス (L)，静電容量（C)の電圧、電流の関係を理解し、これらによって構成される基本回路の交流電圧や交流電流を計算できるようにする。
		5週	正弦波交流のベクトル表示 Ｒ，Ｌ，Ｃ単独の回路	（２）交流回路の基本要素である抵抗(Ｒ)，インダクタンス (L)，静電容量（C)の電圧、電流の関係を理解し、これらによって構成される基本回路の交流電圧や交流電流を計算できるようにする。
		6週	Ｒ，Ｌ，Ｃ単独の回路	（２）交流回路の基本要素である抵抗(Ｒ)，インダクタンス (L)，静電容量（C)の電圧、電流の関係を理解し、これらによって構成される基本回路の交流電圧や交流電流を計算できるようにする。
		7週	Ｒ－Ｌ－Ｃ直列回路	（２）交流回路の基本要素である抵抗(Ｒ)，インダクタンス (L)，静電容量（C)の電圧、電流の関係を理解し、これらによって構成される基本回路の交流電圧や交流電流を計算できるようにする。
		8週	Ｒ－Ｌ－Ｃ並列回路	（２）交流回路の基本要素である抵抗(Ｒ)，インダクタンス (L)，静電容量（C)の電圧、電流の関係を理解し、これらによって構成される基本回路の交流電圧や交流電流を計算できるようにする。
	2ndQ
		9週	前期中間試験
		10週	試験答案の返却及び解説 （３）交流回路の電力 交流電力と力率	試験問題の解説及びポートフォリオの記入 （３）交流回路における電力について基礎的な知識を理解し、基本的な回路における電力を計算できるようにする。
		11週	交流電力と力率 皮相電力，有効電力，無効電力	（３）交流回路における電力について基礎的な知識を理解し、基本的な回路における電力を計算できるようにする。
		12週	皮相電力，有効電力，無効電力	（３）交流回路における電力について基礎的な知識を理解し、基本的な回路における電力を計算できるようにする。
		13週	（４）三相交流回路 三相交流回路の電源と負荷の接続法	（４）対称三相交流の定義について理解し、種々の対称三相交流回路の電圧、電流、電力について計算できるようにするとともに、三相交流回転磁界の原理から三相交流電動機の回転原理を理解する。
		14週	三相交流回路の電圧と電流と電力	（４）対称三相交流の定義について理解し、種々の対称三相交流回路の電圧、電流、電力について計算できるようにするとともに、三相交流回転磁界の原理から三相交流電動機の回転原理を理解する。
		15週	三相交流による回転磁界	（４）対称三相交流の定義について理解し、種々の対称三相交流回路の電圧、電流、電力について計算できるようにするとともに、三相交流回転磁界の原理から三相交流電動機の回転原理を理解する。
		16週	試験答案の返却及び解説	試験問題の解説及びポートフォリオの記入
後期
	3rdQ
		1週	２．電気エネルギー応用工学 （１）電気エネルギーの発生と制御 電気エネルギーの発生と制御	（１）電気エネルギーについて理解し、その発生と利用及びその制御原理について理解する。
		2週	（２）電動力の応用 回転運動の基本と負荷特性	（２）電動力の応用について回転運動と負荷特性、電動機の始動、加減速、運転点とそのドライブシステムについて理解し、選定のための計算ができるようにする。
		3週	電動機の始動・加減速・制動・停止	（２）電動力の応用について回転運動と負荷特性、電動機の始動、加減速、運転点とそのドライブシステムについて理解し、選定のための計算ができるようにする。
		4週	電動機の制御	（２）電動力の応用について回転運動と負荷特性、電動機の始動、加減速、運転点とそのドライブシステムについて理解し、選定のための計算ができるようにする。
		5週	電動機ドライブシステムと選定	（２）電動力の応用について回転運動と負荷特性、電動機の始動、加減速、運転点とそのドライブシステムについて理解し、選定のための計算ができるようにする。
		6週	電動機ドライブシステムと選定 （３）電気加熱と静電エネルギー 発熱の基本	（２）電動力の応用について回転運動と負荷特性、電動機の始動、加減速、運転点とそのドライブシステムについて理解し、選定のための計算ができるようにする。 （３）電気加熱と静電エネルギーの基本、原理、種類、特長について理解し、それらの応用の説明ができるようにする。
		7週	電気加熱の原理と種類	（３）電気加熱と静電エネルギーの基本、原理、種類、特長について理解し、それらの応用の説明ができるようにする。
		8週	電気加熱の応用	（３）電気加熱と静電エネルギーの基本、原理、種類、特長について理解し、それらの応用の説明ができるようにする。
	4thQ
		9週	後期中間試験
		10週	試験答案の返却及び解説 静電気の基本とクーロン力の利用	試験問題の解説及びポートフォリオの記入 （３）電気加熱と静電エネルギーの基本、原理、種類、特長について理解し、それらの応用の説明ができるようにする。
		11週	放電エネルギーとその応用	（３）電気加熱と静電エネルギーの基本、原理、種類、特長について理解し、それらの応用の説明ができるようにする。
		12週	（４）再生可能エネルギーと分散型電源 太陽光発電と発電システム	（４）再生可能エネルギーの種類と発電原理、その発電システムの基本と応用を理解するとともに、系統連携とスマートグリッドについても理解する。
		13週	風力発電と発電システム	（４）再生可能エネルギーの種類と発電原理、その発電システムの基本と応用を理解するとともに、系統連携とスマートグリッドについても理解する。
		14週	燃料電池と発電システム	（４）再生可能エネルギーの種類と発電原理、その発電システムの基本と応用を理解するとともに、系統連携とスマートグリッドについても理解する。
		15週	系統連携とスマートグリッド	（４）再生可能エネルギーの種類と発電原理、その発電システムの基本と応用を理解するとともに、系統連携とスマートグリッドについても理解する。
		16週	試験答案の返却及び解説	試験問題の解説及びポートフォリオの記入

評価割合

	定期試験	小テスト	レポート	合計
総合評価割合	70	10	20	100
知識の基本的な	50	10	20	80
思考・推論・創造	20	0	0	20
汎用的技能	0	0	0	0
態度・志向性	0	0	0	0
総合的な学習経験	0	0	0	0