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電気回路

科目
電気回路
区分
機械情報システム学科科目群
授業コード
5300090
開設セメスター
2S
曜日・時限
秋 水/78
単位数
2単位
担当者名
白﨑 博公
授業の概要
「電気とは何か。電流、電圧、電気抵抗の概念。直流と交流の違い。電気回路とはどのようなものか。受動素子(抵抗、コイル、コンデンサ)で構成された回路における電流と電圧の関係。直流および正弦波交流回路の解析に使われる諸定理。」などを、パソコンでの図面や回路シミュレータを用いてわかりやすく講義する。毎回、理解度を確かめるための宿題が出る。
到達目標
電気現象を理解する上で必要な電気や磁気の基礎概念を正しく理解する。次に、直流回路および交流回路の基礎を例題を通して正しく理解する。そして、これからの講義や、産業界のあらゆる分野で電気に関する知識が理解できるようになる。
授業計画
テーマ
内容
学習課題
第1回目
電気回路の実際、電流と電圧 電気回路には、どのような部品があり、どのような働きをするのか。電気とは何か、電流と電圧とは何か。乾電池の電圧は何ボルト。抵抗、コイル、コンデンサなど、回路部品をイメージしておこう。
第2回目
直流回路1:オームの法則 直流回路における電流と電圧の関係(オームの法則の解説)オームは、法則発見者の人の名前です。長年かけてやっと認められたのですが、公式を思い出しましょう。
第3回目
直流回路2:直並列回路、キルヒホッフの法則、ブリッジ回路 抵抗の直列接続、並列接続など.キルヒホッフの電流則と電圧則。複雑な直流回路を、簡単に解く法則がキルヒホッフの法則です。恐れずに、学びましょう。
第4回目
直流回路3:重ね合わせの理、テブナンの定理 直流電源と抵抗のみからなる複雑な回路の解析。等価回路の概念。鳳・テブナンの定理ともいわれ、日本人も見つけた法則です。内部抵抗というものを調べます。
第5回目
抵抗の性質、直流回路の応用 抵抗率、抵抗の温度係数。直列回路および並列回路の演習問題解説。直流回路に関する部分をしっかり復習しておこう。
第6回目
抵抗器、電流の作用、電力と電力量 抵抗器の種類。電流の作用(発熱、化学作用、熱電現象)。ワットとワット時の概念。電球や電気ストーブは、なぜ熱いのでしょう。
第7回目
電磁誘導、コイル 磁界や電磁誘導の概念を学ぶ。コイルとインダクタンスの概念を理解する。急な電気変動をさえぎるチョークコイルや、電磁誘導やIHヒーターの原理を思い出してこう。
第8回目
コンデンサと静電容量、中間試験1静電容量とコンデンサの概念を学ぶ。コンデンサの接続とキャパシタンスについて学ぶ。第1回~第6回までの範囲の中間確認試験高い周波数ほど通過しやすいコンデンサの直列と並列つなぎの公式は、抵抗とは違うことを思い出そう。
第9回目
正弦波交流の性質正弦波交流の振幅、peak to peak値、実効値,などの概念と相互の関係。位相とは何か。電灯線は何ボルトでしょうか。周波数は、何ヘルツでしょうか。思い出しておきましょう。
第10回目
正弦波交流起電力の発生、交流回路の取り扱い方1ラジアン、角速度、振幅と位相。正弦波交流のベクトル表示。抵抗Rだけの回路、静電容量Cだけの回路、インダクタンスLだけの回路。電気屋さんは、「たんすやさん」といわれています。後ろにタンスのつく回路用語を調べてみましょう。
第11回目
交流回路の取り扱い方2R-L-C並列回路、指数関数とサイン・コサインの関係のオイラーの公式を思い出しておこう。
第12回目
交流回路の取り扱い方3、交流回路の電力、R-L-C直列回路。瞬時電力、平均電力、有効電力、皮相電力、無効電力について。家庭の電気代は、どのような量で請求されるのでしょうか。考えておこう。
第13回目
交流回路演習プリントによる、第7回~第13回までの範囲の演習。宿題で出ていた演習を、解説しますので、しっかり理解してください。
第14回目
中間試験2(交流回路)、解答解説第7回~第13回までの範囲の中間確認試験。試験後、問題解説。テスト勉強は、演習プリントをしっかりやっておこう。
第15回目
交流回路の複素数表示複素数とは何か、複素数による正弦波交流の表現。指数関数とサイン・コサインの関係のオイラーの公式を思い出しておこう。

教科書
わかりやすい電気基礎、増田英二著、コロナ社
参考文献
成績評価方法
出席状況、毎回出る宿題、レポート、そして、16週目の定期試験で総合的に評価
そのほか受講者への指示/メッセージ
プリントの演習と宿題が、毎回出て、平常点に追加されます。電気と電気回路は、電気にかかわる仕事に就くには必須の知識です。わかりやすく解説しますので、必ず受講してください。

更新日:01/19/2009
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