授業計画 | テーマ | 内容 | 学習課題 |
第1回目 | 電気の流れ。起電力と電気回路 | 電子と電流の関係。水位と電位の類似性。起電力。抵抗と負荷。これらの演習。 | 電気は、ｐ、ｎ、μ、ｍ、ｋ、M、Gなどの、数値の大きさを表す記号があります。ミクロンやミリ、キロなどは、普段耳にすると思います。しっかり、覚えよう。電流と水を同じように考えると、イメージがわきやすくなります。 |
第2回目 | オームの法則。抵抗の接続1 | オームの法則。抵抗の直列接続、並列接続。これらの演習。 | 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 | 抵抗の接続2。分流器と倍率器 | 抵抗の直列接続、並列接続の演習。内部抵抗。分流器と倍率器の計算。これらの演習。 | 電流計や電圧計の測定範囲を広げるために用いるのが、分流器と倍率器です。 |
第4回目 | 導体の抵抗と温度係数。電池の接続 | 抵抗率と導電率。抵抗の温度係数。内部抵抗を考慮した電池の接続。これらの演習。 | 電池を使うとき、抵抗が小さくて、電流が大きく流れるとき、電圧は下がってきます。ところで、電池の電圧は、覚えていますか。開放電圧と、実際に電流を流して使用するときで、電圧が変わることをここで学びます。 |
第5回目 | キルヒホッフの法則 | 第1法則（電流に関する法則）、第2法則（電圧に関する法則）。連立方程式の解法。 | 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6回目 | 重ね合わせの理、テブナンの定理 | 複数の起電力がある場合の重ね合わせの理。内部抵抗をもった直流電源と、抵抗のみからなる複雑な回路の解析。等価回路の概念。これらの演習。 | 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。 |
第7回目 | ブリッジ回路。ジュールの法則と電力 | ブリッジの平衡状態。熱量と電力の単位とその関係。ジュールの法則。これらの演習。 | ブリッジ回路を用いると、精度よく未知抵抗が測れます。お湯を沸かすとき、温度上昇とワットの関係はどうなるでしょう。 |
第8回目 | 正弦波交流の表現。平均値と実効値 | 正弦波交流の振幅、peak to peak値、実効値、周波数、角速度、周期，などの概念と相互の関係。位相とは何か。これらの演習。 | 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。100ボルトといわれても、交流は正弦波で変化しているのですから、どこが100ボルトなのでしょうか。この辺は、しっかり学びましょう。 |
第9回目 | ベクトル表示。直流回路の中間テスト | ベクトル、ベクトルの合成。ベクトルによる交流の表現。位相の進みと遅れ。これらの演習。 | 交流では、コンデンサやコイル、そして抵抗の電流は、位相が違ってきます。それで、ベクトルの概念が必要になるのです。 |
第10回目 | 交流における抵抗、コイル、コンデンサの働き。RL、RC直列回路 | 抵抗R、コイルL、コンデンサCにおける電圧と電流の関係。これらの演習。 | 交流では、コイルの電流は、抵抗回路より、90度遅れます。コンデンサでの電流は、抵抗回路より、90度進みます。 |
第11回目 | RLC直列回路、RLC並列回路 | 抵抗R、コイルL、コンデンサCが、並列や直列につながった場合における電圧と電流の関係。これらの演習。 | ベクトルインピーダンスの概念で、電流と電圧の位相のずれを表します。ところで、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12回目 | 交流電力。交流回路問題解説。 | 有効電力、無効電力、力率。力率の改善。交流の問題の解説。 | 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 | 複素数とベクトル、記号法を用いた解法 | ベクトルの複素数表現。極座標と複素数表示の変換。記号法を用いた、コイルやコンデンサ回路の解法。これらの演習。 | ベクトルの取り扱いが、複素数を使うと比較的簡単に取り扱うことがわかります。オイラーの公式を思い出しておくこと。 |
第14回目 | 記号法によるRLC直列回路、RLC並列回路の解法。交流回路問題解説。 | ベクトルインピーダンスの合成。これらの演習。 | 記号法を用いると、複雑な交流回路もすっきりと解くことができます。 |
第15回目 | 交流回路の中間テストと解説 | 交流回路の中間確認試験。そのあと、問題解説。 | 教科書とプリントの問題をしっかり勉強しておこう。 |