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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 電気電子工学科(2018年度入学〜)
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
電気回路Ⅰ
Electric Circuits I
4 E602-01 2021年度
1期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.直流回路 2.オームの法則 3.キルヒホッフの法則 4.正弦波交流 5.交流基本回路、記号法 本科目は電気系科目の中で基礎となる重要な科目であり、電気回路に関する基礎知識を修得 し、その物理学的・数学的考察によって、電気回路の特性解析および設計を行うことができ る能力を養う。はじめに抵抗(R)のみの回路が直流電源に接続された場合について学習し、 次に抵抗(R)、インダクタンス(L)、静電容量(C)およびそれらの組み合わせからなる回路が 交流電源に接続された場合について学習する。さらに記号法による回路の計算方法を修得す る。
授業の概要および学習上の助言
科目の概要を以下に示す。   1.直流回路:電気回路とオームの法則、キルヒホッフの法則、重ね合わせの理、テブナンの定理、電力、電力量の計算      2.交流回路の基礎:正弦波交流の性質、抵抗、インダクタンス、静電容量の作用、正弦波交流のフェ-ザ表示、記号法 本科目は後続の「電気回路Ⅱ」「電気回路Ⅲ」「電気回路Ⅳ」だけではなく、各専門科目においても必要となる専門基礎科目 であることを念頭に修得に努めること。   (なお、小テスト等の結果から理解度を確認しながら進度を調節するので、授業予定と学習内容に変更を生ずることがある)
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:基礎電気回路 第2版 新装版[森北出版] 参考書:専修学校教科書シリーズ1 電気回路(1) 直流・交流回路編[コロナ社] リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
本科目では理論を理解しそれを実践するため、より多くの問題を解くことが重要である。また、1つ1つ積み重ねであるため 日頃の継続的な努力が求められる。そのため分からないことを放置しないで、必ずクリアできるよう1)いろいろな参考書を 調べる、2)担当教員に質問する、3)数理工教育研究センターを利用する等行動して欲しい。この科目では、連立1次方程 式、行列式、微分・積分、ベクトル算法、複素数の基礎、三角関数等の数学をツールとして駆使する。幸いにして、電気工学 の先達によって簡便でユニークな計算技法が確立されており我々はその恩恵に浴することができる。是非修得して欲しい。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
I 直流回路におけるオームの法則とキルヒホッフの法則を説明できる。また,これらを用いて直流回路の計算ができる。
I 直流回路における最大電力条件を計算できる。
I 正弦波交流の平均値や実効値の計算ができる。また,R,L,Cの回路解析ができる。
I 複素数を用いる記号法により回路解析ができる。また,回路の各部の電圧・電流のフェーザー図を描ける。
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 40 20 0 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 40 20 0 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 20 20 10 0 0 0 0 50
思考・推論・創造する力 20 20 10 0 0 0 0 50
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 0 0 0 0 0 0 0
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 0 0 0 0 0 0
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 前半の学習事項について確認する試験と、それ以降の学習事項について確認する期末試験により評価する 。これら二つの試験は上記の学生が達成すべき行動目標の達成度を確認するために行い、中間試験につい ては上記行動目標のNo.①〜②、期末試験についてはNo.③〜④を基準に出題される。 評価割合は中間試験が100点満点の20点、期末試験が100点満点の20点となり合計40点である。
クイズ
小テスト
小テストやクイズについても、上記行動目標の達成度を確認するために実施する。小テストは行動目標① 〜④を基準に数回に分けて行い、総合的に評価する。評価割合は100点満点中、40点である。
レポート 何回かのレポートを提出してもらう。 評価割合は100点満点中、20点である。
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
オームの法則とキルヒホッフの法則の物理的・数学的意味を十 分に説明でき、これらを用いて直流回路の計算が正しくできる 。直流回路の消費電力の計算が正しくできる。正弦波交流の平 均値や実効値の計算ができ、交流波形が描けるとともにその説 明ができる。R-L、R-CあるいはR-L-Cで構成される直列回路や 並列回路の解析ができ、各部の電圧、電流、インピーダンスに ついて正しく計算できる。 オームの法則とキルヒホッフの法則の物理的・数学的意味を説 明でき、これらを用いて直流回路の計算ができる。直流回路の 消費電力の計算ができる。正弦波交流の平均値や実効値の計算 ができ、交流波形が描ける。R-L、R-CあるいはR-L-Cで構成さ れる直列回路や並列回路の解析ができ、各部の電圧、電流、イ ンピーダンスについて計算できる。
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
1 電気回路の素子 オームの法則 総合演習(身近にある電気製品と電気回路について考 察する) 講義、演習、質疑。小テスト は原則として予告して適当な 回数実施する。また適宜テス トの解説を行う。 左の学習内容に相当する教科書の 内容を予習する。またその日に習 得した事項について復習する。 期間中に実施されたテストの正解 を作成する。レポートでは提出期 限を厳守する。 教科書(pp.1-7)を復習し、電圧 、電流、回路素子の記号、オーム の法則について理解する。 教科書(pp.8-12)を予習し、抵 抗の直列・並列接続について理解 する。 予習 100 復習 100
2 抵抗の直列接続と並列接続 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、抵抗の直列・ 並列接続について理解を深める。 教科書(pp.13-16)を予習し、電 源、電力、電力量について理解す る。 予習 100 復習 100
3 電源、電力および電力量 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、電力および電 力量について理解を深める。 教科書(pp.15-16)を予習し、最 大電力の条件について理解する。 予習 100 復習 100
4 最大電力の条件 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、最大電力の条 件について理解を深める。 教科書(pp.20-26)を予習し、キ ルヒホッフの法則について理解す る。 予習 100 復習 100
5 キルヒホッフの法則 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、キルヒホッフ の法則について理解を深める。 教科書(p.26)の演習問題を予習 し、キルヒホッフの法則の応用に ついて理解する。 予習 100 復習 100
6 キルヒホッフの法則に関する講義と演習1 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、キルヒホッフ の法則について理解を深める。 復習 200
7 キルヒホッフの法則に関する講義と演習2 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、キルヒホッフ の法則について理解を深める。 教科書(pp.27-29)を予習し、ブ リッジ回路、分圧・分流について 理解する。 予習 100 復習 100
8 ブリッジ回路、分圧回路、分流回路の計算 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、ブリッジ回路 、分圧・分流について理解を深め る。 教科書(pp.29-32)を予習し、重 ね合わせの理、テブナンの定理に ついて理解する。 予習 100 復習 100
9 重ね合わせの理、テブナンの定理 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、重ね合わせの 理、テブナンの定理について理解 を深める。 復習 200
10 総合演習(1) 振り返り 演習 質疑応答 復習して中間試験に備える。 復習 200
11 総合演習(2) 振り返り 演習 質疑応答 復習して中間試験に備える。 復習 200
12 中間試験と解説 中間試験により、前半を対象 範囲として理解度を試験する 。 中間試験で十分解けなかった問題 について、扱った講義および演習 問題を復習する。 復習 200
13 中間試験後の振り返り 中間試験を返却し、問題、解 答について解説する。 講義と演習 質疑応答 復習として、中間試験でできなか った問題を再度解き、理解を深め る。これまでの学習事項について 復習すること。 教科書(pp.37-40)を予習し、正 弦波電圧、制限は電流について理 解する。 予習 100 復習 100
14 正弦波電圧、正弦波電流 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、正弦波交流に ついて理解を深める。 教科書(pp.51-55)を予習し、平 均値、実効値について理解する。 予習 100 復習 100
15 正弦波交流の平均値、実効値 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、正弦波交流の 平均値、実効値について理解を深 める。 教科書(pp.40-47)を予習し、正 弦波交流回路の回路方程式につい て理解する。 復習 200
16 正弦波交流回路の回路方程式 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、回路方程式に ついて理解を深める。 教科書(pp.56-57)を予習し、正 弦波交流のフェーザ表示について 理解する。 予習 100 復習 100
17 正弦波交流のフェーザ表示 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、正弦波交流の フェーザ表示について理解を深め る。 教科書(pp.57-60)を予習し、複 素数の扱いについて理解する。 予習 100 復習 100
18 交流回路における複素数 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、複素数の扱い について理解を深める。 教科書(pp.66-67)を予習し、j とフェーザの回転、共役複素数に ついて理解する。 予習 100 復習 100
19 jとフェーザの回転、共役複素数 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、jとフェーザ の回転、共役複素数について理解 を深める。 教科書(pp.60-64)を予習し、複 素数のフェーザ表示について理解 する。 予習 100 復習 100
20 複素数のフェーザ表示 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、複素数のフェ ーザ表示について理解を深める。 教科書(pp.68-70)を予習し、記 号法表示、インピーダンスについ て理解する。 復習 200
21 交流回路の記号法表示およびインピーダンス 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、記号法表示、 インピーダンスについて理解を深 める。 教科書(pp.70-71、pp76-84)を 予習し、記号法を用いた直列回路 の解析について理解する。 予習 100 復習 100
22 交流回路におけるR-L、 R-C、R-L-C直列回路の解析 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、記号法を用い た直列回路の解析について理解を 深める。 復習 200
23 交流回路におけるR-L、 R-C、R-L-C直列回路の解析に 関する演習 演習 質疑応答 復習により理解を深める。 教科書(pp.72-73、pp76-84)を 予習し、記号法を用いた並列回路 の解析について理解する。 予習 100 復習 100
24 交流回路におけるR-L、 R-C、R-L-C並列回路の解析 講義と演習 質疑応答 講義内容を復習し、記号法を用い た並列回路の解析について理解を 深める。 復習 200
25 交流回路におけるR-L、 R-C、R-L-C並列回路の解析に 関する演習 演習 質疑応答 復習により理解を深める。 復習 200
26 総合演習(3) 振り返り 講義と演習 質疑応答 復習して最終試験に備える。 復習 200
27 総合演習(4) 振り返り 講義と演習 質疑応答 復習して最終試験に備える。 復習 200
28 最終試験と解説 試験により、後半を対象範囲 として理解度を試験する。 試験で十分解けなかった問題につ いて扱った講義および演習問題を 復習する。 復習 200
29 最終試験後の振り返り 試験を返却し、問題、解答に ついて解説する。 講義と演習 質疑応答 最終試験を返却し、問題、解答に ついて解説する。 復習として、最終試験でできなか った問題を再度解き、理解を深め る。これまでの学習事項について 復習すること。 復習 200
30 電気回路Ⅰの総合演習 自己点検授業 これまでに実施したテストで 行動目標未達個所をクリアさ せる。 これまでの演習問題やテスト問題 の中で消化不良になっているとこ ろを自己点検し、クリアできるよ う努力する。 0