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授業科目名
担当教員
電気電子工学実験I
二宮 啓/兼本 大輔/山口 正仁/橋本 達矢
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TEE216 A 2 EE,ES 2 後期 III-IV
[概要]
エレクトロニクスや,情報,通信,制御,それらからなる多くのシステムは「電磁気学」や「電気回路」などを基礎として構築されている.それゆえ,これらを学ぶ者にとっては,単に講義による理論だけではなく,これらに関する物理現象を実際に目で見て,手で触れて,現象と理論との結びつきを身にもって体験し,それらについて考察することが重要である.理想化した理論と実際の物理現象の間にはある程度ギャップが存在し,それは実験条件に依存することを知ることも重要な体験となる.本科目では,「電磁気学」や「電気回路」に関する簡単で重要な物理現象を,オシロスコープ,信号発生器,電圧計,電流計,テスターなどを用いて測定できること,その結果を理論値と比較し考察できるようになることが目標である。また,その結果と考察をレポートとしてまとめる能力,プレゼンテーション能力を養う.
[具体的な達成目標]
(ア)オシロスコープの原理を説明できる.
(イ)オシロスコープを用いて交流電圧波形の振幅と位相を測定することができる.
(ウ)R,L,Cよりなる直並列回路に交流電源を接続した場合の各部の電圧を測定することができ,オームの法則・キルヒホッフの電流則・キルヒホッフの電圧則を適用した理論値との比較ができる.
(エ)直流電流の周囲の磁界を測定することができ,ビオサバールの法則,アンペールの法則を適用した理論値との比較ができる.
(オ)強磁性体に加える磁界と強磁性体中に発生した磁化の大きさを電圧に変換して測定することができ,その原理を説明できる.
(カ)帯電球に働くクーロン力とローレンツ力を測定することができ,理論値との比較ができる.
(キ)静電場,静磁場中に電子が入射された場合の電子軌道を測定することができ,その振る舞いを説明することができる.
(ク)RC直並列回路に交流電源を接続した場合の各部の電圧,電流を測定することができ,測定結果を元にフェーザ図を描くことができる.
(ケ)R,L,Cよりなる簡単な回路の接続状態の急変に伴って生じる過渡現象を測定でき,その振る舞いを説明することができる.
(コ)マックスウェルブリッジを用いて未知のインダクタンス測定ができ,ヘイブリッジを用いて未知のキャパシタンス測定ができる.また,それらの原理を説明できる.
(サ)ダイオードを用いた整流回路とコンデンサを用いた平滑回路の諸特性を測定でき,それらの動作原理を説明できる.
(シ)RLC直列共振回路の共振曲線を測定することができ,回路のQ値を求めることができる.
(ス)光電管と光電子増倍管の諸特性を測定することができ,その動作原理を説明できる.
(セ)実験データの適切な取得,整理,グラフ化ができる.
(ソ)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.
(タ)他者と協力して分担を決め,計画的に実験を遂行できる.
(チ)締め切りを守り報告書を提出できる.
(ツ)遅刻することなく余裕を持って実験にとりかかることができる.
(テ)実験データや自らの考察をプレゼンテーションソフトを用いて他者に口頭で報告することができる.
[必要知識・準備]
電磁気学,電気回路,力学等の基礎知識
週ごとに割り当てられている実験項目の目的と実験手法について指導書をよく読み,何のために,何を,どのように測定するかをある程度理解しておく必要がある.
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1小テスト/レポート 80  %具体的な達成目標(ア)-(ソ)を評価し6割以上達成されているかを確認する.正確な実験データの表現,考察のオリジナリティを重視する. 
2受講態度 10  %具体的な達成目標(タ)-(ツ)を評価し6割以上達成されているかを確認する.積極的な実験への取り組みを重視する. 
3発表/表現等 10  %具体的な達成目標(テ)を評価し6割以上達成されているかを確認する.正確な実験データの表現,考察のオリジナリティを重視する. 
[教科書]
  1. 学生実験指導書: 「電気電子工学実験 I」
[参考書]
(未登録)
[講義項目]
01.オシロスコープの取り扱い方1
02.オシロスコープの取り扱い方2
03.オシロスコープの取り扱い方3
04.交流回路における波形の観察
05.交流回路の電力,力率
06.交流ブリッジ
07.過渡現象
08.共振回路
09.各種整流回路と平滑回路
10.電流の作る磁界
11.強磁性体の磁化
12.静電気・静電誘導
13.真空中の荷電粒子
14.光電効果と光電管
15.発表会
[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.

【発表】
(1)発表実験項目の原理,実験方法,実験結果,課題,考察をA4用紙2枚程度の予稿にまとめる.また,内容発表のためのプレゼンテーションソフトを作成する.実験データや数値を並べた表よりも図やグラフを用いて聴衆の視覚に訴える工夫が必要である.
(2)聴衆に予稿を配布し,プレゼンテーションソフトを用いて10分程度発表する.
(3)聴衆からの質問に答える.

これらを通じて達成目標へ導く.
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
《電気電子システム工学科》
A-2:自立して社会とかかわりあう能力を養う
人間形成科目部門の生活と健康I,IIによって自立した生活を送る基礎知識やモラルを身につける.また,これらの科目と実験系科目におけるグループ単位での課題遂行を通じ,グループという小社会の中で自分の役割を把握し,他者との関係を考慮しながら連携して課題を遂行する能力を養う
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
入門ゼミ,電気電子工学実験I・II,応用実験などの実験・実習を通じて,自発的に実験を計画し,遂行する能力を養う
C-6:電気電子工学分野の専門的課題を解決する能力を養う
演習科目・実習科目において専門的な課題を理解・解決し,必修の実験科目において講義で身につけた専門知識を駆使して実験を遂行する過程を通じて,電気電子工学分野の専門的課題を解決する能力を養う
E-1:継続的・自主的に学習する能力を養う
実験科目のレポート作成および卒業研究を通じて,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
実験科目および卒業研究を通じて,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
[その他]
(未登録)