2025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 | 関谷 直樹 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F44M |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 現在の機械に電気の知識を必要としない機械はほとんどない．このため，機械技術者が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．この授業では電気工学の基礎中の基礎である受動素子に焦点を絞り，以下の項目の理解を学修到達目標とする． ①オームの法則を使って直流回路の電圧，電流を求めることができる． ②単相交流回路の電圧，電流を複素数で表わしすことができる．合わせて，交流回路を構成する受動素子の働きを理解し，交流回路網の電圧，電流を求めることができる． ③対称三相交流の電流・電圧・電力・効率を求めることができる． ④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 |
講義プリントに沿った板書を中心とした対面授業． 学習到達目標に従って，内容別に小テストを4回を実施する． |
| 履修条件 | 簡単な微分，積分，三角関数，複素数の知識を必要とする． |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP3及びCP3に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | 0．講義全般についての説明 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】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
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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】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 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】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第4回 | 4．単相正弦波交流回路 正弦波交流，正弦波交流電圧および電流の実効値，コンデンサーとコイルの働き，容量リアクタンスと誘導リアクタンス，容量リアクタンスおよび誘導リアクタンスの接続法 | 【事前学習】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第5回 | 5．正弦波交流の複素表示法 複素数，複素数の演算，インピーダンス，コンデンサーとコイルのインピーダンス | 【事前学習】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第6回 | ６．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】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第7回 | ７．単相交流電力(皮相電力，有効電力，無効電力) | 【事前学習】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第8回 | ８．回路網解析の演習 | 【事前学習】第１回から７回の講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第9回 | 中間テストおよび解説 | 【事前学習】第１回から第8回の範囲を復習する． 【事後学習】解説を基にわからなかった点を復習し，理解を深める． | 【事前学習】3時間 【事後学習】1時間 |
| 第10回 | ８．対称三相交流回路(1) 対称三相交流，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】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第11回 | ９．対称三相交流回路(2) 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】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第12回 | １０．対称三相交流回路の演習 | 【事前学習】第10回と第11回の範囲を復習する． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第13回 | １０．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 | 【事前学習】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第14回 | １１．電気的過渡現象 RLC直列回路の過渡現象 | 【事前学習】講義プリントを読んで，理解できない箇所を明確にしておく． 【事後学習】プリント，ノートを基に授業内容を復習し，演習問題を解き理解を深める． | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第15回 | 期末テストおよび解説 | 【事前学習】第10回から第14回の範囲を復習する． 【事後学習】解説を基にわからなかった点を復習し，理解を深める． | 【事前学習】3時間 【事後学習】1時間 |
その他
| 教科書 |
教科書は指定しない．講義プリントをCANVASに掲示する．
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| 参考書 |
金原 粲 監修 『専門基礎ライブラリー 電気回路改訂版[ISBN：978-4-407-34037-2]』 実教出版 2020年 第4版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
中間テスト，期末テスト 50点×２回 の合計点で評価する．60点以上を合格とする． |
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定期試験等に ついて |
理解度確認期間(１４週目又は１５週目)に平常試験を実施予定 |
| 質問への対応 | 教室，研究室で受け付ける． E-mailでも受け付ける． |
| 研究室又は 連絡先 |
関谷直樹：タワー・スコラ 1701室 03-3259-0737 sekiya.naoki@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 12:10 ～ 13:20
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| 学生への メッセージ |
電気の知識を必要としない全て機械式のからくりの機械はほぼ存在しない．従って機械工学科の学生にとっては「力学」と同程度に「常識」として知っているべき知識ですので避けて通ることが無いようにしましょう． |