2025年度前期電気電子工学実験1

曜日・時限 水曜日3時限,水曜日4時限 期別 前期 週時間数 4
ナンバリング EE230102
開講学科等 工学部-電気電子工学科
教員名 濱田 俊之
濱田 俊之
職務履歴

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民田 太一郎
民田 太一郎
伊藤 義道
伊藤 義道
職務履歴

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、日高 淳輝
日高 淳輝
職務履歴

目的

2年生からスタートする一連の電気電子工学実験は,受講生が積極的に参加し,各人の工夫により実験上のトラブルを解決,有意なデータを得るよう努力する実践の場である。ICカードの送受信アンテナ周囲の電磁界,携帯電話の小型スピーカを駆動するアナログ回路,DVDレコーダに使われるレーザダイオード,などに応用されるもととなる基本事項について,実験を通して理解を深めることを目的とする。

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A, C, D (第1週)本実験の概要やスケジュールに関するオリエンテーションを行う。その後、テーマごとに実験を行う。
※注意点:第1回目の実験までに必ず実験テキストを生協で購入して参加すること(忘れた人は減点対象となる)。班分けやスケジュールは事前にMoodle上に掲示しているので必ず確認しておくこと。

実験テーマは第1回~第12回記載の6テーマの実験(各2回、1-1~6-2)を実施する。

1-1.定常電流界の測定と静電界―定常電流界における等電位線の測定をおこなって,定常電流界と静電界との類似性を利用して静電界における現象を理解する。(2週実験1回目、次週実験内容の確認)
事前学修 ・「電磁気」、「電気回路」、「電子回路」の復習(1時間)
・定常電流界,静電界について復習する(0.5時間)
事後学修 ・実験テキストを熟読すること。実験で取り組んだ内容を復習し、レポートを作成する。(2時間)
・測定結果の整理,検討(1.5時間)
2 C,D 1-2.定常電流界の測定と静電界―定常電流界における等電位線の測定をおこなって,定常電流界と静電界との類似性を利用して静電界における現象を理解する。(2週実験2回目、その後レポート作成) 事前学修 電極形状と等電位線の関係を調べる(0.5時間)
事後学修 実験結果の整理,検討。レポートの作成(1.5時間)
3 C,D 2-1.交流磁界の測定―交流電流を流したソレノイドコイルの周囲に発生する交流磁界の分布を測定して電磁気学の知識を深める。(2週実験1回目、次週実験内容の確認) 事前学修 電流磁界について復習する(0.5時間)
事後学修 交流磁界とサーチコイル起電力の関係について考察(1.5時間)
4 C,D 2-2.交流磁界の測定―交流電流を流したソレノイドコイルの周囲に発生する交流磁界の分布を測定して電磁気学の知識を深める。(2週実験2回目、その後レポート作成) 事前学修 ソレノイドコイルの作る磁界について調べる(0.5時間)
事後学修 実験結果の整理,検討。レポートの作成(1.5時間)
5 C,D 3-1.変圧器特性と整流回路―変圧器の無負荷試験、短絡試験などを通して変圧器の基本特性を学び、さらにダイオード等を加えて
整流回路を作成し半波整流、全波整流の基本特性を学ぶ。(2週実験1回目、次週実験内容の確認)
事前学修 変圧器について調べる(0.5時間)
事後学修 実験結果の整理,検討(1.5時間)
6 C,D 3-2.変圧器特性と整流回路―変圧器の無負荷試験、短絡試験などを通して変圧器の基本特性を学び、さらにダイオード等を加えて整流回路を作成し半波整流、全波整流の基本特性を学ぶ。(2週実験2回目、その後レポート作成) 事前学修 整流回路について調べる(0.5時間)
事後学修 実験結果の整理,検討。レポートの作成(1.5時間)
7 C,D 4-1.抵抗-キャパシタ(RC)回路のベクトル軌跡―周波数を変化パラメータとしてRC回路のRとCそれぞれの交流電圧を計測、ベクトル合成を用いて回路の交流特性解析を行う。(2週実験1回目、次週実験内容の確認) 事前学修 RC回路について復習する(0.5時間)
事後学修 実験結果の整理,検討(1.5時間)
8 C,D 4-2.RC回路のベクトル軌跡―R値及びC値を変化パラメータとしてRC回路のRとCそれぞれの交流電圧を計測、ベクトル合成を用いて回路の交流特性解析を行う。(2週実験2回目、その後レポート作成) 事前学修 RC回路のベクトル軌跡について復習する(0.5時間)
事後学修 実験結果の整理,検討。レポートの作成(1.5時間)
9 C,D 5-1.OPアンプによる折れ線近似回路ー反転増幅回路、反転理想ダイオード、絶対値増幅回路をブレッドボード上に作成し、それらの直流特性を調べる。
(2週実験1回目、次週実験内容の確認)
事前学修 OPアンプについて復習する(0.5時間)
事後学修 実験結果の整理,検討(1.5時間)
10 C,D 5-2.OPアンプによる折れ線近似回路ー絶対値増幅回路に交流電圧を入力した場合の波形を調べる。また、抵抗値の変化が直流特性に与える影響を調べる。(2週実験2回目、その後レポート作成) 事前学修 OPアンプについて復習する(0.5時間)
事後学修 実験結果の整理,検討。レポートの作成(1.5時間)
11 C,D 6-1.トランジスタとMOSFETの静特性―エミッタ接地トランジスタの直流特性を測定して,トランジスタの取扱い方法やその動作を理解する。(2週実験1回目、次週実験内容の確認) 事前学修 6-1.トランジスタの静特性について復習する(0.5時間)
事後学修 6-1.実験結果の整理,検討。レポートの作成(1.5時間)
12 C,D 6-2.トランジスタとMOSFETの静特性―MOSFETの静特性として伝達特性などを測定し、MOSFETの動作を理解する。(2週実験2回目、その後レポート作成) 事前学修 6-2.MOSFETの構造および動作について復習する(0.5時間)
事後学修 6-2.実験結果の整理,検討。レポートの作成(1.5時間)
13 C,D (13週目)レポート最終提出(予備実験日)―予期せぬ実験装置の故障や暴風警報等による臨時の休講、などに備えて予備実験日を置く。上記の事態が無かった場合には、提出レポートの最終点検を行う時間に当てる。 事前学修 これまで受けた実験について振り返る(1時間)
事後学修 これまでの実験結果とレポート評価をもとにレポート修正し、知識と技術の定着を図る(2時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

(2024年度以降の入学者)
下記、記載のカリキュラムマップを参照。
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
○習得する資質・能力:専門知識・技能を修得し、実践する力【DP-E-1】
1.電圧計、電流計,オシロスコープ等の測定装置の基本的な取り扱い方法を習得できる。
2.電圧、電流等の電気的諸量の基本的な測定方法を習得できる。
3.測定結果の処理に関する基礎的事項を習得できる。
○習得する資質・能力:コミュニケーション力【DP-E-2】、他者と協力して目的を達成する力【DP-E-4】
4.班員と協力して測定・検討を行うことができる。
5.報告書の書き方の基本を習得できる。

(2023年度以前の入学生)
○習得する資質・能力:知識・理解【DP-E-1-1】
1.電圧計、電流計,オシロスコープ等の測定装置の基本的な取り扱い方法を習得できる。
2.電圧、電流等の電気的諸量の基本的な測定方法を習得できる。
3.測定結果の処理に関する基礎的事項を習得できる。
○習得する資質・能力:文章力・コミュにカーション力、学習経験・創造的思考力【DP-E-2-1】【DP-E-4-1】
4.報告書の書き方の基本を習得できる。

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 0%
小テスト、小論文 0%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 70% 60% 40% 100%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 30% 40% 30% 30% 100%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 42% 28% 12% 9% 9% 100%

教科書・参考書

生協で実験指導書「電気電子工学実験1」(400円程度)を第1回目の授業日までに購入し、毎回持ってくること。

適宜,図書館等で関連図書を参考にする。

オフィスアワー

実験の実施においては事前に実験テキストを熟読すること。それでも不明な点がある場合には実験時、実験担当教員に質問を行うこと。実験終了後の質問については実験担当教員のオフィスアワーで対応するので、判らないところはその週中に理解すること。専任教員のオフィスアワーは以下のとおり

濱田;木曜3限、A号館3階教員室40
民田;月曜5限、A号館3階教員室43
伊藤;水曜17:15-18:15、A号館3階教員室38
日高;水曜17:15-18:00、A号館3F(東側)松浦研究室
※上記時間においても不在または別業務で対応できない場合があります。事前連絡して来室すると確実に対応できますので、なるべく事前にメールなどで確認をとって来室するようにしてください。

実験テーマごとに受講生を6班に分け、それぞれのグループが異なる実験テーマから始め、最終的に全テーマの実験を受講する。実験レポートは2週実施するテーマごとにレポートを作成する。

その他

・欠席の場合は必ず実験が始まる前に担当の教員に連絡をすること。無断欠席が1/3(5回)を超えた場合は原則E評価とする。
・欠席した場合、その日の分の実験は後日実験サポート課ならびにテーマ担当の教員に相談して再実験を必ず受けること。
・実験時にレポートの一部を作成することがあるので、必ず毎回指導書・方眼紙・レポート用紙を持ってくること。
・レポート提出について(※必ず実験テーマごとの教員に確認すること)
 -一つの実験課題を2週かけて行い、その次の週にその課題のレポートを提出する。レポートの提出期限を厳守すること。
・レポートは一度提出しても、内容が不十分であれば教員が適宜レポートの記載内容について指導し、返却して再提出を課す場合がある。
・新型コロナウィルスの感染者数の状況に応じて遠隔と対面実験を併用した実習方法となる場合がある。実施方法の変更などがある場合はMoodle及び本学配布のメールを利用して連絡をするため、Moodleとメールは毎日確認すること。
・希望者には適宜報告書の内容について解説するので申し出ること。

[進級に係る重要注意事項]※入学年によって対応が異なるので注意して確認すること
(2023年度以前入学生)※学籍番号がEE〇A△、『〇』のところが23以下の数字の学籍番号の学生が該当
・「電気電子工学実験1」と「工学基礎実験」の単位を修得できていないと3年後期の「プレゼミナール」を履修することができません。さらに4年生の『卒業研究』は、前記した『プレゼミナール』の修得していないと履修できません。したがって本科目を修得できていないと、3年後期『プレゼミナール』及び4年次の『卒業研究』を履修できません。3年生で本科目を履修する学生は、特にこのことに注意して実験に臨むこと。

(2024年度以降入学生)※学籍番号がEE〇A△、『〇』のところが24以上の数字の学籍番号の学生が該当
・『プレゼミナール』と『電気電子工学実験1』、『工学基礎実験』の単位を3年後期終了時に修得できていなければ所定の単位数を修得していたとしても4年生に進級することができない。特に3年生で履修する学生はこのことを留意して実験に臨むこと。

実務経験のある教員による授業科目

トランジスタの静特性、変圧器特性と整流回路、変圧器交流磁界の測定、定常電流界の測定の実験は、企業や公的機関で実務経験のある教員がその経験を生かして実験指導を担当している。