到達目標
起電力、電圧降下、電流の分流、電圧の分圧を理解し、キルヒホッフの法則を用いて、回路方程式を作成することができる。
回路方程式をもとに、実際の電気回路を製作し、説明することができる。
回路方程式を解き、電気抵抗やインピーダンスで消費される電力を計算でき、また電圧と電流の位相差などを説明できる。
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 | 回路方程式を作成することができる。 | 回路方程式を作成するための、分流、分圧の法則を説明できる。 | 回路方程式を作成するための、分流、分圧の法則を説明できない。 |
| 評価項目2 | 回路方程式をもとに実際に回路を作成することができる。 | 様々な回路方程式の説明ができる。 | 様々な回路方程式の説明ができない。 |
| 評価項目3 | 回路方程式を解いた結果と実際の回路で得られた結果の比較検討ができる。 | 回路方程式を解き、電圧と電流の位相差や各電気素子での消費電力などを計算でｌきる。 | 回路方程式を解き、電圧と電流の位相差や各電気素子での消費電力を計算でｌきない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
直流回路の基礎理論に重点を置き、電気に関する基礎を正しく理解する。
磁気と静電気に関する基礎知識を修得し、電流によって磁界が発生すること、電磁力について理解する。
単相交流の取り扱いについて学ぶ。
授業の進め方・方法:
座学と簡単な実験を組み合わせて授業を進める。
授業内容は、直流回路を中心に行う。後半では、交流回路を取り扱うので、簡単な三角関数の取り扱いを説明する。
簡単な実験を行った後で、レポートの提出を求めます。
注意点:
関数電卓を準備すること。
欠席
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
電流と電圧
オームの法則とキルヒホッフの法則１ |
電荷について知り、電流の定義を説明できる。
オームの法則を説明できる。
|
| 2週 |
電流と電圧の測定
複数の抵抗の直列接続による電圧降下を測定する。 |
テスターで電流と電圧を測定できる。
テスターで抵抗各部の電圧を測定し、合計が起電力と同じにになることを測定できる。
|
| 3週 |
電位と電位差と電流
オームの法則とキルヒホッフの法則２
|
種々の回路での回路方程式をたてらる。
|
| 4週 |
複数の抵抗による並列接続による各部の電流を測定する。 |
テスターで抵抗各部の電流を測定し、合計が起電力から流れ出る電流と同じにになることを測定できる。
|
| 5週 |
キルヒホッフの法則３
|
抵抗の直列・並列接続が含まれる回路での回路方程式を作成できる。
|
| 6週 |
様々な回路での、電圧・電流を測定する。 |
様々な回路での回路方程式を解き、実験結果との比較を行うことができる。
|
| 7週 |
ジュールの法則
電力と電力量 |
電力の計算ができる。
|
| 8週 |
電流が流れることで物体が発熱することを確認する。 |
電球に電流を流した時、発熱が発生することを赤外線温度計にて確認する。
|
| 2ndQ |
| 9週 |
電気抵抗・コンデンサ・コイル・電磁誘導 |
物理的な電気抵抗の定義を理解し説明できる。
物理的なコンデンサの定義を説明できる。
コイルの物理的な定義を説明できる。
|
| 10週 |
抵抗率と導電率の測定 |
既知の抵抗値を基に、材料の断面積と長さを測定し、物質の抵抗率と導電率を求めることができる。
|
| 11週 |
正弦波交流１ |
正弦波交流の大小を比較するための実効値その他の定義を説明できる。
|
| 12週 |
正弦波交流の測定 |
発振器から出力される正弦波をオシロスコープで測定し、実効値と周波数を測定できる。
|
| 13週 |
インピーダンス（コンデンサとコイルの電気抵抗） |
交流回路では、コンデンサやコイルも抵抗を持つことを説明できる。
|
| 14週 |
交流回路の回路方程式の作成と電圧・電流の位相差 |
コンデンサやコイルを持ちいた簡単な回路を作成し、電圧と電流に発生する位相差をオシロスコープにて測定できる。
|
| 15週 |
電気の作り方 |
大電力を生み出す発電方式（火力・水力・原子力）について長所・短所を説明できる。
|
| 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 | 70 | 20 | 0 | 5 | 5 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 10 | 0 | 5 | 5 | 0 | 60 |
| 専門的能力 | 20 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |