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授業科目名
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担当教員
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電気応用実験
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垣尾 省司／溝田 孝夫／本間 聡／保坂 桂子／小野 哲男
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時間割番号
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単位数
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コース
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履修年次
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期別
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曜日
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時限
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| 272022 S | 2 | S | 3 | 後期 | 木 | III~IV |
| ［概要］ | ||||||
| 本科目では，電気エネルギー変換工学，電機制御工学，高電圧工学，電磁波工学等に関する実験項目の予習，測定，考察を通して，これらの実験方法を習得すると共に，講義，演習で得た知識をより深めることが目標である．また，グループ内で協力して計画的に課題を遂行できる能力，実験結果と考察をレポートとしてまとめることのできる能力を養う． | ||||||
| ［具体的な達成目標］ | ||||||
| （ア）単相変圧器の特性試験を行うことができ，試験結果を用いて諸定数と等価回路を求めることができる． （イ）誘導電動機の負荷特性を実負荷試験と円線図法を用いて測定することができ，負荷特性を説明することができる． （ウ）直流電動機の速度特性，トルク測定，負荷特性を用いて測定することができ，直流電動機の種類による特性の違いを説明できる． （エ）同期発電機の並行運転により，無効電力，負荷分担の状態を測定でき，同期発電機の基本的性質との関連を説明できる． （オ）交流高電圧の発生と球電極を用いた絶縁破壊試験を通して，絶縁破壊電圧と電極間隔の関係，各種絶縁材料の特性を理解し説明できる． （カ）与えられた制御対象に対してタイムチャート，ラダー図を設計でき，プログラマブルコントローラのシミュレーションとシーケンス制御の実行を行うことができる． （キ）与えられた制御対象に対してPID制御に必要なパラメータを限界感度法により設計することができる． （ク）サーボ系のPID制御に必要なパラメータを設計することができ，制御プログラムを作成できる． （ケ）倒立振子の制御実験を通して，現代制御理論に基づく制御系設計を行うことができる． （コ）単相サイリスタブリッジの原理と直流電動機速度制御への適用方法を説明でき，これらを利用した静止レオナード制御を行うことができる． （サ）マイクロ波導波管回路のインピーダンス測定と画像伝送の実験を通して，伝送線路内部の電磁界の振る舞いを理解し説明できる． （シ）プラスチック光ファイバに光パルスを伝送した際の特性測定を通して，波長によるパルス広がりや伝搬損失の違いを理解し説明できる． （ス）光PCM通信における送信部と受信部の信号処理波形の観測を通して，その原理と標本化定理を理解し説明できる． （セ）水波の観測とレーザ光をスリットに入射した際の回折パターンの観測を通して，波の回折と干渉を理解し説明できる． （ソ）他者と協力して分担を決め，計画的に実験を遂行できる． （タ）実験データの適切な取得，整理，グラフ化ができる． （チ）実験データを元に自らの考察を加えた報告書をまとめることができる． |
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| ［必要知識・準備］ | ||||||
| 電気回路，電磁気学，コンピュータ等の基礎的素養．電気エネルギー変換工学，電機制御工学，高電圧工学，電磁波工学を履修していることが望ましいが，指導書で内容が理解できるように工夫されているので，あらかじめ指導書をよく読み，実験項目の目的と実験手法について理解しておくことが重要である． | ||||||
| ［評価方法・評価基準］ | ||||||
| 各実験項目のレポート内容を評価することにより，前記の「具体的な達成目標」を評価し，それが60％以上達成されている受講者を合格とする． | ||||||
| ［教科書］ | ||||||
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| ［参考書］ | ||||||
| (未登録) | ||||||
| ［講義項目］ | ||||||
| １．単相変圧器の特性試験 ２．誘導電動機の特性試験 ３．直流電動機の特性試験 ４．同期発電機の並行運転 ５．交流高電圧の発生・測定と絶縁材料の絶縁破壊試験 ６．シーケンス制御 ７．温度のＰＩＤ制御 ８．サーボ系のＰＩＤ制御 ９．現代制御による倒立振子の制御 １０．サイリスタによる直流電動機の速度制御 １１．マイクロ波導波管回路のインピーダンス測定と画像伝送 １２．光伝送の基礎と応用 １３．光データ通信 １４．光ＰＣＭ通信 |
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| ［教育方法］ | ||||||
| 【実験】 （１）実験着手前に指導書を熟読し課題内容をよく理解しておく．また，あらかじめ実験計画を立て，グループ内で分担を決めておくことが重要である． （２）実験中は，担当教員やティーチングアシスタントの指示に従って進められているかをグループ内で相互に確認しあい，特に安全性には常に注意を払う． （３）実験終了後はあらかじめ決めた実験計画や分担が適切なものであったかグループで話し合い，反省事項として記録に残す． 【レポート】 （１）実験項目の原理，実験方法，実験結果，課題，考察をレポートにまとめる．特に原理は指導書の記述を転写するのではなく，実験結果，考察に含めて記述することが重要である． （２）不明な点や疑問点は担当教員やティーチングアシスタントに質問する． （３）締め切り日時までに提出する．内容に不備がある場合は再提出を課せられる． |
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| ［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］ | ||||||
| 本科目は電気電子システム工学科の掲げる学習・教育目標のうち，下記目標に対応する． 「A-3：自立して社会とかかわりあう能力を養う」 「C-5：電気電子工学分野の実験を計画し，遂行する能力を養う」 「D-1：論理的・科学的に思考・表現する能力を養う」 「E-1：継続的・自主的に学習する能力を養う」 「E-2：与えられた環境下で課題・目的を達成するための活動を自己管理する能力を養う」 |
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| ［その他］ | ||||||
| 回転機や高電圧など危険を伴う実験が多いために，事故が起こらないように細心の注意が必要である．各自が責任を持って課題を遂行すると共にグループ内で相互に注意を払うよう心がけることが重要である． | ||||||