△電気工学Ｉ（Electrical Engineering I）[1H02]

＜授業のねらい＞

今日の電気の利用は広範囲に渉っていて、自然科学や工学を学ぶ人はどんな専攻であっても電気工学についての基礎知識が必要となっている。電気に関する基礎概念や原理を理解しておけば、多くに分化した電気の応用分野でも、必要に応じて専門書を開いて自ら学ぶことができ、新しい応用分野の道を開くことができる。
　本科目では、特に、電気・磁気現象の基礎、電気回路の基本が理解できるようになる。

＜受講にあたっての前提条件＞

●「電気数学」の基礎知識（特に、三角関数、指数と対数、複素数）を履修、習得する必要がある。
●「物理学」を履修済みの方が望ましい。

＜具体的な到達目標＞

１）静電気に関する諸法則及び働きを理解し、その応用について学ぶ。
２）電磁気に関する諸法則を理解し、どのように応用されているかを学ぶ。
３）電気回路に関する諸法則を理解し、基本的な電気回路の計算が出来るようにする。
４）インピーダンスとアドミタンスの概念について理解する。
５）複素ベクトルの概念について学び、電気工学でどのような使われ方をしているか理解する。
６）電導体や半導体、誘電体や磁性体等について学び、それらの利用や応用について理解を深める。
（JABEE学習・教育目標）
　「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：Ｄ（◎）
　「機械システム基礎工学プログラム」：Ｄ
（JABEEキーワード）
　「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：エレクトロニクス
　「機械システム基礎工学プログラム」：電磁気学、アナログ・ディジタル回路、センサー、アクチュエータ

＜授業計画及び準備学習＞

第１週．ガイダンス。基礎電気現象として、電荷とそれらの間に働くクーロン力について学ぶ。
　　　　準備学習：高校および大学の物理(電磁気)を復習。教科書2.1節を読んで理解、受講後は演習問題(P.40
　　　　〜)を解いて理解を深める。

第２週．電流とオームの法則、ファラディーの法則およびビオサバールの法則について学び、磁気現象について理
　　　　解を深める。
　　　　準備学習：教科書2.2節を読んで理解、受講後は演習問題(P.40〜)を解いて理解を深める。

第３週．直流回路の例とΔ−Y変換、電気回路の法則であるキルヒホッフの法則、および重ねの理、テブナンの定
　　　　理、補償定理、ミルマンの定理、および最大電力供給の定理について学び理解を深める。
　　　　準備学習：教科書2.3節を読んで理解、受講後は演習問題(P.40〜)を解いて理解を深める。

第４週．静電容量やインダクタンスで構成されるリアクタンス素子の性質及びそれらに蓄えられるエネルギー等に
　　　　ついて学ぶ。
　　　　準備学習：教科書2.4，2.5節を読んで理解、受講後は演習問題(P.40〜)を解いて理解を深める。

第５週．直流回路の過渡現象と、交流電圧・電流・電力と回路素子について学ぶ。
　　　　準備学習：三角関数および複素数の簡単な性質ついて復習。
　　　　教科書2.6，3.1，3.2節を読んで理解、受講後は演習問題(P.40〜，P.72〜)を解いて理解を深める。
　　　　　
第６週．複素数の扱いと複素ベクトルの計算法について学ぶ。
　　　　準備学習：教科書3.3節を読んで理解、受講後は演習問題(P.72〜)を解いて理解を深める。

第７週．インピーダンスとアドミタンスの取り扱い方と、それらの周波数特性について学ぶ。
　　　　準備学習：教科書3.4節を読んで理解、受講後は演習問題(P.72〜)を解いて理解を深める。

第８週．共振回路の特性について学ぶ。
　　　　準備学習：教科書3.5節を読んで理解、受講後は演習問題(P.72〜)を解いて理解を深める。

第９週．平衡三相交流の性質及び特徴を理解し、それらの応用について学ぶ。
　　　　準備学習：教科書3.6節を読んで理解、受講後は演習問題(P.72〜)を解いて理解を深める。

第10週．電導体や半導体物質の性質及びそれらの利用や応用について学ぶ。
　　　　準備学習：教科書4.1〜4.3節を読んで理解、受講後は演習問題(P.98〜)を解いて理解を深める。

第11週．絶縁体や磁性体等の性質から誘電体としての利用、及び磁性体の性質と利用について学ぶ。
　　　　準備学習：教科書4.4，4.5節を読んで理解、受講後は演習問題(P.98〜)を解いて理解を深める。

第12週．ダイオードやトランジスタ等の電子回路用能動素子の性質を理解し、基本的な取り扱い方を学ぶ。
　　　　準備学習：教科書5.2〜5.4節を読んで理解、受講後は演習問題(P.121)を解いて理解を深める。

第13週．サイリスタ、IGBTや集積回路等の制御回路素子及び半導体集積回路の構造を理解し、それらを動作さ
　　　　せる回路素子の特質について学ぶ。
　　　　準備学習：教科書5.5〜5.9節を読んで理解、受講後は演習問題(P.121)を解いて理解を深める。

第14週．学習内容の振り返り。
　　　　準備学習：これまでに学習した内容を全て復習しておくこと。

＜成績評価方法＞

基礎力ならびに応用力がついたかどうかを、原則として定期試験によって成績を評価し、６０点以上の者に単位を認める。
　ただし、試験の点数が５０点以上６０点未満の者でも、演習および宿題の内容が十分であると認められる場合には合格（６０点）とする。なお、出席せずに試験のみ受けた学生は採点しない。

＜教科書＞

「電気・電子工学概論」　押本　愛之助・岡崎　彰夫　共著（森北出版）

＜参考書＞

「電気回路の基礎数学　−連立方程式・複素数・微分方程式−」川上　博，島本　隆　共著（コロナ社）
「基本から学ぶ電磁気学」　岸野　正剛著（電気学会）

＜オフィスアワー＞

月曜日　１５：３０〜１６：２０（新宿校舎・講師室）