電気工学基礎実験 (I33D)

日本大学理工学部

2017年理工学部シラバス - 電気工学科

設置情報

科目名	電気工学基礎実験
設置学科	電気工学科	学年	1年
担当者	直井・門馬　他	履修期	後期
単位	2	曜日時限	水曜3･4
校舎	船橋	時間割CD	I33D
クラス	A 、 B
ポリシー	ディプロマ・ポリシー【DP】カリキュラム・ポリシー【CP】
履修系統図	履修系統図の確認

概要

学修到達目標	電気工学の基礎になる電気的な概念を会得し、学生自らが問題点を発見し､主体性を持って学び、観察力や洞察力を養い、技術者としての素養を身に付けることに重点を置いている。
授業形態及び授業方法	電気工学を学んでいく上において必要である電気的な基礎概念が把握できるように、講義、演習、及び実験で構成している。講義を行い、それに関する演習を行って理解を深め、実際に実験を行うことによって現象を具体的に確かめる。
履修条件	必修科目。実験の講義を必ず受講すること。

授業計画

第1回	電気工学基礎実験の日程表や概要資料を配布し、全１５回の講義および実験の内容について理解していただきます。また論理回路の実験の事前学習として、講義形式により、実験のブリーフィング行い、使用する実験器具、回路製作、回路構築、測定内容などの概要を理解していただきます。さらにまた論理回路の基本回路（AND回路･OR回路・NOT回路・NAND回路・NOR回路）と論理回路の組み合わせ回路（Exclusive OR回路・半加算器など）について動作原理および真理値表の書き方などについて学んでいただきます。
第2回	「論理回路」の実験（１／２）として、論理回路の基本回路（AND回路･OR回路・NOT回路・NAND回路・NOR回路）の入出力特性を測定し、それらの動作原理につてい理解していただきます。
第3回	「論理回路」の実験（２／２）として、論理回路の組み合わせ回路（Exclusive OR回路・半加算器など）の入出力特性を測定し、それらの動作原理につてい理解していただきます。
第4回	「自己インダクタンスの測定」の実験の事前学習として、講義形式により、実験のブリーフィング行い、使用する実験器具、回路製作、回路構築、測定内容などの概要を理解していただきます。また受動回路素子である自己インダクタンスの特徴とその働きについて理解していただきます。
第5回	「自己インダクタンスの測定」の実験（１／２）として、コイルのインピーダンスの大きさと周波数との関係を測定し、コイルの自己インダクタンス成分および内部抵抗成分が、周波数の高低によって変わるというコイルの特性について理解していただきます。
第6回	「自己インダクタンスの測定」の実験（２／２）として、第５回で測定したコイルのインピーダンスの周波数特性のグラフより、コイルの自己インダクタンス、内部抵抗およびコイルの良さを求めていただきます。またLRCメーターを利用してコイルの自己インダクタンス、内部抵抗およびコイルの良さを測定します。さらにまたテスターを用いてコイルの内部抵抗を測定します。それらの測定結果を比較することで、コイルのそれらのパラメータの測定方法について理解していただきます。
第7回	「電力の測定」の実験の事前学習として、講義形式により、講義形式により、実験のブリーフィング行い、使用する実験器具、回路製作、回路構築、測定内容などの概要を理解していただきます。また正弦波交流の記述方法と基礎事項および複数の素子（R，L，C）を持った回路の解析について学ぶ。さらに、正弦波交流電力の考え方､表し方、および算出方法についても学ぶ。さらにまた、正弦波交流電源に接続する負荷の種類の違いによる電圧と電流の観測結果から描いたグラフと計算によって、負荷に供給される平均電力を求め方法を理解するとともに、交流における電力について理解する。
第8回	「電力の測定」の実験（１／２）として、まず測定系に接続するための負荷回路（R、RC直列回路、RL直列回路）を製作する。そして製作した各種負荷に正弦波交流電源を接続し、オシロスコープを使用して負荷の種類（R、RC直列回路、RL直列回路）の違いによる電圧と電流の波形観測を行う。また，この実験を通してオシロスコープの使用法を習得する。
第9回	「電力の測定」の実験（２／２）として、前回製作した各種負荷回路を接続した測定系における観測結果から描いたグラフと計算によって負荷の違いによる、供給電圧と電流の位相角、角周波数、悲壮電力、平均電力（有効電力）を求め，また電圧・電流の定式化も行い、交流における電力についての理解を深める。
第10回	「相互インダクタンスの測定」の実験の事前学習として、講義形式により、実験のブリーフィング行い、使用する実験器具、回路製作、回路構築、測定内容などの概要を理解していただきます。また近接して置かれたコイル間に生じる相互インダクタンスについてその特徴と働きについて理解する。
第11回	「相互インダクタンスの測定」の実験（１／２）として、オシロスコープを用いた測定系を構築し、巻き数の異なる２種類のコイルを用いて、１次側のコイルに流れる電流および２次側に励起される電圧の変化について、コイルの向きおよびコイル間距離を変えて波形観測を行う。
第12回	「相互インダクタンスの測定」の実験（２／２）として、前回構築した測定系により、コイル間距離を変えた時の１次側のコイルに流れる電流および２次側に励起される電圧の変化を測定し、それらの数値から2つのコイル間に生じる相互インダクタンスの大きさおよび結合係数を求め、その電気的特性（中心間隔の距離と結合係数及び符号）を理解する。
第13回	前回までの実験（「論理回路」、「自己インダクタンスの測定」）の総括および補講実験を行う。
第14回	前回までの実験（「電力の測定」、「相互インダクタンスの測定」）の総括および補講実験を行う。
第15回	前回まで取り組んだ実験（「論理回路」、「自己インダクタンスの測定」「電力の測定」、「相互インダクタンスの測定」）に関する筆記テストを通して、本科目の理解度を確認する。

その他

教科書	電気ものづくり実験（前期）で使用したテキスト；・電気ものづくり実験・電気工学基礎実験ー実験編ー・電気ものづくり実験・電気工学基礎実験ー基礎知識編ーを使用する。
参考書	実験テーマ毎に各自予習しておくこと。実験の予習やレポートの作成などで必要な事項は図書館等で調べることが望ましい。
成績評価の方法及び基準	1. 実験中の評価（積極性、勤惰）および実験講義の評価（演習、態度） 15%、 2. 実験レポートの評価 70%、 3. 実験理解度試験（定期試験期間内実施） 15% の３つの評価を総合的に判断しＳ～Ｄの成績評価を行う。
質問への対応	必要な時に連絡を取ること。
研究室又は連絡先	船橋校舎９号館９４１実験室　Tel.047-469-5370 駿河台校舎３号館３２８号室・電気事務室　Tel.03-3259-0777
オフィスアワー	水曜船橋 13:20 ～ 16:30 木曜船橋 13:20 ～ 16:30
学生へのメッセージ	この科目は必修である。実験および講義、実験理解度試験、実験レポートの全提出をもって成績評価の対象となるので注意すること。実験に関する注意事項は講義または実験中に指示する。

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