電気情報工学実験

科目基礎情報

学校 都城工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 電気情報工学実験
科目番号 0023 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験 単位の種別と単位数 履修単位: 4
開設学科 電気情報工学科 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 4
教科書/教材 電気情報工学科教員が作成したテキストを使用する。
担当教員 野地 英樹,丸田 要

到達目標

1)実験回路を正確に構成できる。
2)共同実験者と協力しながら、自ら積極的に実験を進めることができる。
3)実験結果を実験ノートや実験レポートに要領良くまとめることができる。
4)座学で学んだ知識を活かして、要領良く考察をまとめることができる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安       A標準的な到達レベルの目安       B最低到達レベルの目安(可)      C(学生記入欄) 到達したレベルに〇をすること。
評価項目1実験回路を正確に構成できる。実験回路を構成できる。担当教員の指導により、実験の回路を構成できる。  A ・ B ・ C
評価項目2共同実験者と協力しながら、自ら積極的に実験を進めることができる。共同実験者と協力しながら、実験を進めることができる。担当教員の指導により、共同実験者と協力しながら、実験を進めることができる。  A ・ B ・ C
評価項目3実験結果を実験ノートや実験レポートに要領良くまとめることができる。実験結果を実験ノートや実験レポートにまとめることができる。担当教員の指導により、実験結果を実験ノートや実験レポートにまとめることができる。  A ・ B ・ C
評価項目4座学で学んだ知識を活かして、要領良く考察をまとめることができる。座学で学んだ知識を活かして、考察をまとめることができる。担当教員の指導により、座学で学んだ知識を活かして、考察をまとめることができる。  A ・ B ・ C

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 2-2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
「電気基礎Ⅰ(電気磁気学)」や「電気基礎Ⅱ(電気回路)」で学んだ基本的法則や現象を実験により確認することで、電気電子工学の基礎知識をより深く理解する。また、電気電子工学実験に欠かすことのできない測定データの分析・整理、実験結果に対する考察を行い、報告書にまとめる能力を身につける。
授業の進め方・方法:
【履修上の注意】
1)一班約2名ずつに分けて各実験テーマを行うが、協力分担して実験を進め、傍観者とならないこと。
2)前期実験テーマについては実験ノート、後期実験テーマについては報告書(レポート)により報告を行なう。
【事前に行う準備学習や自己学習】
1)実験指導書をよく読み、次の実験テーマの原理と実験方法を把握し、考察を考えておくこと。
2)前期実験テーマについては、実験ノートに以下の項目について実験日までに書いてくること:実験テーマ、目的、原理、測定回路図、実験方法。
3)後期実験テーマについては、実験レポートに以下の項目について実験日までに書いてくること:目的、原理、測定回路図、実験方法。
注意点:
各実験テーマの実験ノートまたは実験レポートをすべて提出しないと合格(60点以上)とはならないので、注意すること。

ポートフォリオ

(学生記入欄)
【理解の度合】理解の度合について記入してください。
      (記入例)ファラデーの法則、交流の発生についてはほぼ理解できたが、渦電流についてはあまり理解できなかった。
 ・前期中間試験まで: 
                                      
 ・前期末試験まで :
                                       
 ・後期中間試験まで:
                                       
 ・学年末試験まで :

                                       
【試験の結果】定期試験の点数を記入し、試験全体の総評をしてください。
       (記入例)ファラデーの法則に関する基礎問題はできたが、応用問題が解けず、理解不足だった。
 ・前期中間試験 点数:      総評:                                       

 ・前期末試験  点数:      総評:                                       

 ・後期中間試験 点数:      総評:                                       

 ・学年末試験  点数:      総評:                                       


【総合到達度】「到達目標」どおりに達成することができたかどうか、記入してください。
 ・総合評価の点数:      総評:                                       


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(教員記入欄)
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。
  
  
【授業の実施状況】実施状況を記入してください。
  ・前期中間試験まで:  
                                     
  ・前期末試験まで :                                       

  ・後期中間試験まで:                                       

  ・学年末試験まで : 
        
                                
【評価の実施状況】総合評価を出した後に記入してください。
 
    

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 第1期実験内容の説明 前期実験テーマ1~5の説明
2週 1.電熱器の効率試験 電熱器の効率について説明できる。
3週 2.電流計・電圧計の内部抵抗の測定 電流計・電圧計の内部抵抗の測定法を修得し、その大きさを説明できる。
4週 3.アナログ・オシロスコープによる電圧波形の観測 アナログ・オシロスコープを使った電圧波形の観測方法を習得できる。
5週 4.分圧・分流器の実験 分圧器と分流器の構成の仕方及び実験の方法を習得できる。
6週 5.地磁気の測定 コイルの中心にできる磁界を利用して地球磁場の値を測定でき、その概念を説明できる。
7週 第1期実験の総括 前期実験テーマ1~5の総括
8週 第2期実験内容の説明 前期実験テーマ6~10の説明
2ndQ
9週 6.熱の仕事当量の測定 熱の仕事当量を測定でき、電流の熱作用を理解できる。
10週 7.キルヒホッフの法則 キルヒホッフの法則を実験により確認することができる。
11週 8.ホイートストンブリッジ ブリッジ回路の接続の仕方が理解でき、平衡条件の取り方を習得できる。
12週 9.容量リアクタンスの周波数特性 容量リアクタンスの周波数特性について説明できる。
13週 10.誘導リアクタンスの周波数特性 誘導リアクタンスの周波数特性について説明できる。
14週 第2期実験の総括 前期実験テーマ6~10の総括
15週 実験予備日 前期実験テーマの追実験
16週
後期
3rdQ
1週 第3期実験内容の説明 後期実験テーマ11~15の説明
2週 11.電圧計・電流計法による抵抗測定 電圧計と電流計による抵抗測定の仕方を修得できる。
3週 12.白熱電球の電圧-電流特性 白熱電球の電圧-電流特性を測定でき、普通の抵抗素子との違いを説明できる。
4週 13.RLC素子の電圧・電流波形 RLC各素子の端子電圧及び電流波形が測定でき、電圧・電流の大きさ及び位相の関係について理解できる。
5週 14.交流ブリッジ回路 交流ブリッジの平衡について理解できる。
6週 15.交流計器の周波数特性 整流形及び可動鉄片形計器の周波数に対する特性を測定でき、その違いを理解できる。
7週 第3期実験の総括 後期実験テーマ11~15の総括
8週 第4期実験内容の説明 後期実験テーマ16~20の説明
4thQ
9週 16.直流電力の測定 負荷抵抗の変化に伴う消費電力の大きさを測定でき、最大電力が供給される条件を確認できる。
10週 17.LabVIEWによるバーチャル電子計測 パソコン上で行うバーチャル電子計測の基本的な操作方法が習得できる。
11週 18.重ねの理 重ねの理について理解できる。
12週 19.RC直列回路のベクトル図 RC直列回路の電圧・電流を測定でき、それらを複素ベクトル表示できる。
13週 20.RL直列回路のベクトル図 RL直列回路の電圧・電流を測定でき、それらを複素ベクトル表示できる。
14週 第4期実験の総括 後期実験テーマ16~20の総括
15週 実験予備日 後期実験テーマの追実験
16週

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
基礎的能力工学基礎工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。2前1,前8,後1,後8
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。2前2,前9
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。2前3,前4,前5,前6
実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。2前10,前11,前12,前13
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。2前2,前3,前4,前5,前6
実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。2前2,前3
実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。2前2,前3
実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。2前2,前3
個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。2前2,前3
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。2前2,前3
レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。2前2,前3
専門的能力分野別の工学実験・実習能力電気・電子系分野【実験・実習能力】電気・電子系【実験実習】電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。2前2,前3,前5,後3,後9
抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。2前3,前12,前13,後2,後4
オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。2後4
電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。2前1,前8,後1,後8
キルヒホッフの法則を適用し、実験結果を考察できる。2前10
分流・分圧の関係を適用し、実験結果を考察できる。2前5
ブリッジ回路の平衡条件を適用し、実験結果を考察できる。2後5
重ねの理を適用し、実験結果を考察できる。2後11
インピーダンスの周波数特性を考慮し、実験結果を考察できる。2後4

評価割合

試験小テストレポート口頭発表成果品実技その他合計
総合評価割合00100000100
知識の基本的な理解005000050
思考・推論・創造 への適応力0000000
汎用的技能005000050
態度・志向性(人間力)0000000
総合的な学習経験と創造的思考力0000000