2020年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 電気の基礎Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 松本 彰 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F42O |
| クラス | A， B | ||
概要
| 学修到達目標 | 現在の機械技術と電気技術とは相補の関係にある．このため，機械技術者は電気工学の基礎 知識を習得することは必要不可欠である．この授業では以下の項目の理解を学修到達目標とする． ①直流回路においてオームの法則を使って，電圧，電流を求める計算ができる， ②複素数の計算ができ，交流電圧，交流電流を複素数で表わすことができる．合わせて，交流回路を構成する抵抗，コンデンサー，コイルの働きを理解し，実用回路に応用できる， ③オームの法則を使って，抵抗，コンデンサーおよびコイルを組み合わせた交流回路の計算ができる， ④交流電力，対称三相交流の計算ができる， ⑤過渡的な電気現象を微分方程式で表すことができ，その解である過渡電流，過渡電圧を求めることができる． |
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| 授業形態及び 授業方法 |
講義用プリントに沿った板書を中心とした授業である．理解を深めるために数回の｢演習と解説｣の時間を設けてある． |
| 履修条件 | 微分積分学Ⅰ，Ⅱおよび線形代数Ⅰ，Ⅱおよび微分方程式を修得していることが望ましい． |
授業計画
| 第1回 | 「シラバスの内容を確認した上，授業に臨むこと」第1回目の授業に入る前に，シラバスの主要部分を簡単に説明する． 1．電気回路の導入 開回路と閉回路，電圧，電流および起電力の定義，直流と交流 【事前学習】講義プリントの1ページから4ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】関連する電磁気学の基本的事項を参考書等で確認すること．(120分) |
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| 第2回 | 2．直流回路 オームの法則，抵抗の接続法(直列接続と並列接続) 【事前学習】講義プリントの5ページから8ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】章末問題を解き，授業内容の理解を深める．(120分) |
| 第3回 | 3．直流回路網の計算 キルヒホッフの法則(ブランチ電流法およびメッシュ電流法)，重ね合わせの定理，直流電力 【事前学習】講義プリントの10ページから16ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】演習問題1を解き，授業内容の理解を深める．(120分) |
| 第4回 | 演習と解説(1) 質問を受けた演習問題を解説し，第1回から第3回までの授業のまとめを行う． 【事前学習】1回目から3回目の事後学習で行った章末問題と演習問題1の中で，特に理解できなかった箇所を明確にし，授業中に質問できるようにしておくこと．(120分) 【事後学習】直流回路補充演習問題(別添)を解くことによって，さらに授業内容の理解を深める(120分) |
| 第5回 | 4．単相正弦波交流回路(1) 正弦波交流とは，正弦波交流電圧および電流の実効値とは，コンデンサーの働き，容量リアクタンスとは，容量リアクタンスの接続法 【事前学習】講義プリントの20ページから26ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】交流回路1補充演習問題(別添)を解き，授業内容の理解を深める．(120分) |
| 第6回 | 5．単相正弦波交流回路(2) コイルの働き，誘導リアクタンスとは，誘導リアクタンスの接続法 【事前学習】講義プリントの27ページから28ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】交流回路1補充演習問題(別添)を解き，授業内容の理解を深める．(120分) 第1回から第6回目の授業に関する「課題」を授業終了後にCSTポータルサイトに掲示する．また，「解答」は提出締め切り後，同じくCSTポータルサイトに掲示する． |
| 第7回 | 6．正弦波交流の複素表示法 複素数とは，複素数の演算，インピーダンスとは，コンデンサーとコイルのインピーダンス 【事前学習】講義プリントの29ページから34ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】演習問題2を解き，授業内容の理解を深める．(120分) |
| 第8回 | 7．単相正弦波交流回路網の解析 単相交流回路におけるオームの法則，インピーダンスの直列接続，並列接続，共振回路 【事前学習】講義プリントの35ページから39ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】演習問題２および交流回路2補充演習問題(別添)を解き，授業内容の理解を深める(120分) |
| 第9回 | 8．単相交流電力(皮相電力，有効電力，無効電力) 【事前学習】講義プリントの40ページから41ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】演習問題2および交流回路2補充演習問題(別添)を解き，授業内容の理解を深める(120分) |
| 第10回 | 9．対称三相交流回路 対称三相交流とは，電源と負荷の結線法(デルタ結線)，デルタ結線の回路解析 【事前学習】講義プリントの44ページから47ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】演習問題3および交流回路3補充演習問題(別添)を解き，授業内容の理解を深める(120分) |
| 第11回 | 10．対称三相交流回路 電源と負荷の結線法(スター結線)，スター結線の回路解析，三相交流電力 【事前学習】講義プリントの47ページから50ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】演習問題3および交流回路3補充演習問題(別添)を解き，授業内容の理解を深める(120分) |
| 第12回 | 演習と解説(2) 質問を受けた演習問題を解説し，第7回から第11回までの授業のまとめを行う． 【事前学習】第7回目から第11回目の事後学習で行った補充問題と演習問題の中で，特に理解できなかった箇所を明確にし，授業中に質問できるようにしておくこと．(120分) 【事後学習】参考書等から類似の問題を探し，これらの問題を解くことによって，さらに授業内容の理解を深める(120分) |
| 第13回 | 11．電気的過渡現象 RL直列回路とRC直列回路の過渡現象，時定数とは 【事前学習】講義プリントの51ページから53ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】演習問題4と参考書(過渡現象の基礎)内の問題を解き，授業内容の理解を深める．(120分) |
| 第14回 | 12．電気的過渡現象 RLC直列回路の過渡現象 【事前学習】講義プリントの53ページから59ページを読んで理解できない箇所を明確にし，質問事項をまとめておくこと．(120分) 【事後学習】演習問題4と参考書(過渡現象の基礎)内の問題を解き，授業内容の理解を深める．(120分) |
| 第15回 | 授業理解度確認のための平常試験および解説 第7回から第14回までの授業の理解を確認するための試験を行う． 【事前学習】第7回から第14回までの授業内容をまとめる．(240分) 【事後学習】ポータルサイトに掲示する解答を参考に基礎事項を確認する．(120分) |
その他
| 教科書 |
使用しない．CSTポータルサイトに講義用プリントを掲示します．
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| 参考書 |
(1)渡辺征夫･青柳晃 『工科の物理3 電磁気学』 培風館 1991年 第1版
(2)永田博義 『基礎から学ぶ電気回路計算』 オーム社 2019年 第2版
(3)吉岡芳夫･作道訓之 『過渡現象の基礎』 森北出版 2005年 第1版
(1)電気工学の基礎を学ぶ上で，基本的な電磁気学の知識を得るには最適である．
(2)授業の内容とレベルは同程度である．ただし，扱っている内容の範囲は広いので自習に適している．
(3)授業で扱う直流電源を印加した回路だけでなく，交流電源を印加した回路の過渡現象も含む．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
課題(30%)と平常試験(70%)で評価する．100点満点に換算し，60点以上を学修到達目標が達成されたものとして合格とする．課題は，他人の解答を写した者，写させた者問わず0点となる．課題未提出者は受講放棄とみなしE判定とする． |
| 質問への対応 | Eメールで対応します． |
| 研究室又は 連絡先 |
メールアドレス：初回の授業時に掲示します． |
| オフィスアワー | |
| 学生への メッセージ |
機械工学科の学生にとっては「力学」と同程度に重要な基礎科目である．事前および事後学習によって内容の理解度を高めていただきたい． 授業に関する連絡および補充演習問題は全てCSTポータルサイトに掲示する．見落としのないように注意すること． |