電気工学概論

科目基礎情報

学校	鹿児島工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	電気工学概論
科目番号	0029	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 1
開設学科	都市環境デザイン工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	1
教科書/教材	「絵ときでわかる電気電子の基礎」, 高橋寛・熊谷勉, オーム社／電気工学概論、電子工学概論などの著書は参考になる
担当教員	加治屋 徹実

到達目標

１．直流回路の直列接続回路と並列接続回路およびその組合せ回路の合成抵抗と電流を計算できる．
２．キルヒホッフの法則を用いて、２個の電源を有する直流回路の電流を計算できる．
３．電流の作る電磁力（フレミングの左手則）と、磁束の変化による誘導起電力の発生（フレミングの右手則）を説明できる．
４．正弦波交流の周期、周波数、最大値、平均値、実効値、位相を説明できる．
５．基本的な交流回路のインピーダンス、電流、端子電圧、皮相電力、有効電力、無効電力を計算できる．
６．対称三相平衡回路の結線法と電流および電力の計算の仕方を説明できる．

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	標準的な到達レベルに加えて、以下のことができる． １）電圧の分圧と電流の分流を 計算できる．	直流回路の直列接続回路と並列接続回路およびその組合せ回路の合成抵抗と電流を計算できる．	直流回路の直列接続回路と並列接続回路およびその組合せ回路の合成抵抗と電流を計算できない．
評価項目2	標準的な到達レベルに加えて、以下のことができる． １）網目電流法やクラメルの公式を用いて電流を計算できる．	キルヒホッフの法則を用いて、２個の電源を有する直流回路の電流を計算できる．	キルヒホッフの法則を用いて、２個の電源を有する直流回路の電流を計算できない．
評価項目3	標準的な到達レベルに加えて、以下のことができる． １）電動機と発電機の原理を説明できる．	電流の作る電磁力（フレミングの左手則）と、磁束の変化による誘導起電力の発生（フレミングの右手則）を説明できる．	電流の作る電磁力（フレミングの左手則）と、磁束の変化による誘導起電力の発生（フレミングの右手則）を説明できない．
評価項目4	標準的な到達レベルに加えて、以下のことができる． １）積分を用いて平均値と実効値を計算することができる．	正弦波交流の周期、周波数、最大値、平均値、実効値、位相を説明できる．	正弦波交流の周期、周波数、最大値、平均値、実効値、位相を説明できない．
評価項目5	標準的な到達レベルに加えて、以下のことができる． １）複素数表示と極座標表示の変換ができる． ２）電圧と電流のベクトル図を描くことができる．	基本的な交流回路のインピーダンス、電流、端子電圧、皮相電力、有効電力、無効電力を計算できる．	基本的な交流回路のインピーダンス、電流、端子電圧、皮相電力、有効電力、無効電力を計算できない．
評価項目6	標準的な到達レベルに加えて、以下のことができる. １）Y-Y接続回路とΔ-Δ接続回路の電流と電力を計算することができる.	対称三相平衡回路の結線法と電流および電力の計算の仕方を説明できる．	対称三相平衡回路の結線法と電流および電力の計算の仕方を説明できない．

学科の到達目標項目との関係

教育プログラムの科目分類 (4)② （建設工学専攻）

JABEE（2012）基準 1(2)(d)(1) （専門工学（工学（融合複合・新領域）における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする）の知識と能力）

教育プログラムの学習・教育到達目標 3-3 （専門分野の知識と自主的・継続的に学習する能力を身につけ、与えられた制約下で計画的にものづくりの手法を活かして問題を解決できる能力を養う。）

本科（準学士課程）の学習・教育到達目標 3-c （専門分野の学習や工学実験等を通して、専門分野の基礎的な知識を修得することができる。）

教育方法等

概要:

今日では電気技術は社会のあらゆる分野で必要とされているので、どの分野に携わる技術者も電気技術を避けて通ることはできない時代である．電気技術は感電事故などの危険性もはらむが、一方、うまく使いこなせれば全ての局面に於いて、極めて便利で安全な技術でもある．従って、電気技術に関する知識はだれもが是非とも身に付けておくべき必要不可欠な事柄となっている。その電気工学に関する基礎的な知識を習得する事を目標とする．

授業の進め方・方法:

主に直流回路と交流回路について、具体的な回路の合成抵抗（インピーダンス）や電流および電力などが計算できるように、演習問題を中心に授業を進めてゆく．また、授業での説明を習得するために、類似の回路でも確実に計算ができるように課題を提出させる。

注意点:

単なる単位取得の為では無く、社会に出てから自分の専門職の業務を遂行する場において、電気工学は必ず必要になる知識であると認識して、真剣かつ積極的に学習に取り組むこと．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	１．直流回路	□ 電流、電圧、抵抗、直流、交流を説明できる． □ 抵抗の直列接続の合成抵抗と電流を計算できる． □ 抵抗の並列接続の合成抵抗と電流を計算できる． □ キルヒホッフの法則を説明できる． □ キルヒホッフの法則で簡単な回路を計算できる． □ 電力と電力量および発熱量を計算できる．
		2週	１．直流回路	□ 電流、電圧、抵抗、直流、交流を説明できる． □ 抵抗の直列接続の合成抵抗と電流を計算できる． □ 抵抗の並列接続の合成抵抗と電流を計算できる． □ キルヒホッフの法則を説明できる． □ キルヒホッフの法則で簡単な回路を計算できる． □ 電力と電力量および発熱量を計算できる．
		3週	１．直流回路	□ 電流、電圧、抵抗、直流、交流を説明できる． □ 抵抗の直列接続の合成抵抗と電流を計算できる． □ 抵抗の並列接続の合成抵抗と電流を計算できる． □ キルヒホッフの法則を説明できる． □ キルヒホッフの法則で簡単な回路を計算できる． □ 電力と電力量および発熱量を計算できる．
		4週	１．直流回路	□ 電流、電圧、抵抗、直流、交流を説明できる． □ 抵抗の直列接続の合成抵抗と電流を計算できる． □ 抵抗の並列接続の合成抵抗と電流を計算できる． □ キルヒホッフの法則を説明できる． □ キルヒホッフの法則で簡単な回路を計算できる． □ 電力と電力量および発熱量を計算できる．
		5週	２．磁気と静電気	□ 磁気に関するクーロンの法則を説明できる． □ 電流の作る磁界と電磁力を説明できる． □ 電磁誘導と起電力の発生を説明できる． □ コンデンサの静電容量を計算できる．
		6週	２．磁気と静電気	□ 磁気に関するクーロンの法則を説明できる． □ 電流の作る磁界と電磁力を説明できる． □ 電磁誘導と起電力の発生を説明できる． □ コンデンサの静電容量を計算できる．
		7週	２．磁気と静電気	□ 磁気に関するクーロンの法則を説明できる． □ 電流の作る磁界と電磁力を説明できる． □ 電磁誘導と起電力の発生を説明できる． □ コンデンサの静電容量を計算できる．
		8週	３．交流回路	□ 正弦波交流の周期と周波数を説明できる． □ 正弦波交流の瞬時値、最大値、実効値を説明できる． □ 正弦波交流の位相を説明できる． □ 交流の複素数、極座標、ベクトル表示を説明できる． □ 簡単な基本交流回路の電流を計算できる． □ RLCの組合わせ回路の電流を計算できる． □ 共振回路のインピーダンスと電流を計算できる． □ 交流の皮相電力、有効電力、無効電力を計算できる． □ 三相交流の結線法を説明できる． □ 三相平衡回路の電流と電力を計算できる．
	2ndQ
		9週	３．交流回路	□ 正弦波交流の周期と周波数を説明できる． □ 正弦波交流の瞬時値、最大値、実効値を説明できる． □ 正弦波交流の位相を説明できる． □ 交流の複素数、極座標、ベクトル表示を説明できる． □ 簡単な基本交流回路の電流を計算できる． □ RLCの組合わせ回路の電流を計算できる． □ 共振回路のインピーダンスと電流を計算できる． □ 交流の皮相電力、有効電力、無効電力を計算できる． □ 三相交流の結線法を説明できる． □ 三相平衡回路の電流と電力を計算できる．
		10週	３．交流回路	□ 正弦波交流の周期と周波数を説明できる． □ 正弦波交流の瞬時値、最大値、実効値を説明できる． □ 正弦波交流の位相を説明できる． □ 交流の複素数、極座標、ベクトル表示を説明できる． □ 簡単な基本交流回路の電流を計算できる． □ RLCの組合わせ回路の電流を計算できる． □ 共振回路のインピーダンスと電流を計算できる． □ 交流の皮相電力、有効電力、無効電力を計算できる． □ 三相交流の結線法を説明できる． □ 三相平衡回路の電流と電力を計算できる．
		11週	３．交流回路	□ 正弦波交流の周期と周波数を説明できる． □ 正弦波交流の瞬時値、最大値、実効値を説明できる． □ 正弦波交流の位相を説明できる． □ 交流の複素数、極座標、ベクトル表示を説明できる． □ 簡単な基本交流回路の電流を計算できる． □ RLCの組合わせ回路の電流を計算できる． □ 共振回路のインピーダンスと電流を計算できる． □ 交流の皮相電力、有効電力、無効電力を計算できる． □ 三相交流の結線法を説明できる． □ 三相平衡回路の電流と電力を計算できる．
		12週	３．交流回路	□ 正弦波交流の周期と周波数を説明できる． □ 正弦波交流の瞬時値、最大値、実効値を説明できる． □ 正弦波交流の位相を説明できる． □ 交流の複素数、極座標、ベクトル表示を説明できる． □ 簡単な基本交流回路の電流を計算できる． □ RLCの組合わせ回路の電流を計算できる． □ 共振回路のインピーダンスと電流を計算できる． □ 交流の皮相電力、有効電力、無効電力を計算できる． □ 三相交流の結線法を説明できる． □ 三相平衡回路の電流と電力を計算できる．
		13週	３．交流回路	□ 正弦波交流の周期と周波数を説明できる． □ 正弦波交流の瞬時値、最大値、実効値を説明できる． □ 正弦波交流の位相を説明できる． □ 交流の複素数、極座標、ベクトル表示を説明できる． □ 簡単な基本交流回路の電流を計算できる． □ RLCの組合わせ回路の電流を計算できる． □ 共振回路のインピーダンスと電流を計算できる． □ 交流の皮相電力、有効電力、無効電力を計算できる． □ 三相交流の結線法を説明できる． □ 三相平衡回路の電流と電力を計算できる．
		14週	３．交流回路	□ 正弦波交流の周期と周波数を説明できる． □ 正弦波交流の瞬時値、最大値、実効値を説明できる． □ 正弦波交流の位相を説明できる． □ 交流の複素数、極座標、ベクトル表示を説明できる． □ 簡単な基本交流回路の電流を計算できる． □ RLCの組合わせ回路の電流を計算できる． □ 共振回路のインピーダンスと電流を計算できる． □ 交流の皮相電力、有効電力、無効電力を計算できる． □ 三相交流の結線法を説明できる． □ 三相平衡回路の電流と電力を計算できる．
		15週	試験答案の返却・解説	各試験において間違えた部分を自分の課題として把握する(非評価項目)．
		16週

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	0	0	0	0	20	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	80	0	0	（-10）	0	20	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0