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電気工学概論

Outline of Electrical Engineering

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授業の概要

今日の電気の応用は極めて広範囲にわたっていて、工学や自然科学を学ぼうとする人は、どんな分野を専攻するにしても電気についての基礎概念を身につけなくてはすまされない。しかし極めて複雑多岐に見える電気とその応用も、それを支配している基礎原理はそう多くはない。電気工学という体系化された形で基礎原理を理解していれば、多くの分化した専門は必要に応じて専門書などを通して自ら学び、その応用を開くことができる。
本講義は電気系以外の学生が理解出来るように、電気工学の最も基礎となる電気磁気学と電気回路論について要点を整理して幾つかの法則と基礎原理を学び、例題によって理解を深める。また、電気機器についても説明する。

達成目標

1.電荷、電界、電位に関する基本法則を理解し、具体的な問題について計算し、解を得ることができる。
2.電流、磁束、電磁力、起電力に関する基本法則を理解し、具体的な問題について計算し、解を得ることができる。
3.直流・交流電気回路において回路方程式を立て解を求めることができる。

授業計画

1.電荷と電界
 電気と磁気の起源、電荷と電流、絶縁体と導体、クーロンの法則
2.電界と電位
 電界と電位、電気力線と等電位面、ガウスの定理
3.誘電体とキャパシタンス
 導体と電荷、誘電体、キャパシタンス,
4.コンデンサ
 コンデンサ、コンデンサに蓄えられるエネルギー、変位電流
5.電流と磁界
 磁界の計算、ビオ・サバールの法則、アンペア周回積分の法則、アンペアの力
 磁束密度、磁気回路
6.中間試験
7.電磁力
 磁界中の電流に働く力、磁性体と磁化
8.磁性体
 強磁性体、永久磁石
9.電磁誘導
 ファラデーの法則、変圧器起電力と速度起電力
10.インダクタンス
 自己誘導、相互誘導、インダクタンスに蓄えられるエネルギー
11.交流回路と回路要素
 正弦波交流の電圧・電流、インピーダンス、交流回路計算の基礎
12.交流回路の計算
 複素交流電力と三相交流回路
有効電力と無効電力
 ジュール熱、三相交流、複素数による交流回路の取扱い、フエーザ図
13.電気機器
 変圧器、回転機の原理
14.電気機器
 直流モ−タ、誘導モ−タ、同期機
15.期末試験

評価方法と基準

中間テスト、期末テストで達成目標の達成度を評価する。

中間試験 50%
期末試験 50%

各試験成績の合計が60%以上を合格とする。

教科書・参考書

教科書:河野照哉「エース 電気工学基礎論」朝倉書店

履修前の準備

三角関数、微分積分、複素数、ベクトルの取り扱いに習熟していることが望ましい。

学習・教育目標との対応(機械工学科)

1.(E)機械の運動機構や動特性,構造や強度,物質・運動量・エネルギーの流れなど,機械工学の基盤技術に関わる物理現象を,自然科学の法則に基づいて理解することができる.

学習・教育目標との対応(機械工学第二学科)

1.(E)機械工学における基盤分野の理解に必要な基礎的な数学の知識と応用能力,実験・分析の遂行に必要な確率・統計,情報処理の基礎的な知識や自然現象を数学的にモデル化し,シミュレーションする基礎的な知識と応用能力を習得する (1) 基礎的な数学の知識 (2) 実験データの分析能力 (3) 情報リテラシの習得 (4) 自然現象をモデル化し,シミュレーションする能力

学習・教育目標との対応(応用化学科)

1.(A)応用化学をささえる工学一般・自然科学・情報技術に関する知識と,その応用能力.

学習・教育目標との対応(電気工学科)

1.A1:種々の文化および社会の発展の歴史を理解して、説明することができる。

オフィスアワー

土曜、日曜、祭日を除く週日9:00−17:00

環境との関連

環境関連科目 (環境教育割合20%)

最終更新 : Thu Mar 28 07:43:49 JST 2013