| 科目名[英文名] | |||||
| 機械電子工学Ⅰ [Electronics I] | |||||
| 区分 | 工学部専門科目 | 選択必修 | 単位数 | 2 | |
| 対象学科等 | 対象年次 | 1～4 | 開講時期 | 3学期 | |
| 授業形態 | 3学期 | 時間割番号 | 021509 | ||
| 責任教員 [ローマ字表記] | |||||
| 岩見 健太郎, 前田 孝雄 [IWAMI Kentaro, MAEDA Takao] | |||||
| 所属 | 工学部 | 研究室 | メールアドレス | ||
| 概要 |
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クラスコード： zszvwdj 我々の身の回りにある機械システムを見てみましょう。たとえば、自動車、電化製品、毎日通学に使う人が多い電車、あげればきりがないほど我々の生活に溶け込んでおり、逆に、機械システムがなければ今の生活の維持すら困難となる可能性があります。これらの機械システムを大きく分類してみると、動力の発生や伝達、あるいは移動等を行う機械系と、それらを制御したり人間との情報のやりとりを行うエレクトロニクス系に分かれます。前者については、機械工学の分野の講義科目で学習するのに対して、後者は従来の機械工学の学問分野ではなくて電気工学や電子工学の学問分野で大きく進展したものです。これらの二つの学問分野の融合の成果が機械システムを大きく発展させたと言えるでしょう。これからの機械系エンジニアとして成長が期待されている諸君は、電気系は一寸苦手などと躊躇している時代ではないと言うことを理解して、これから始まるエレクトロニクス系の講義科目を受講して下さい。 本科目は学科カリキュラムの専門基礎科目に該当する科目であり、実務経験のある教員による授業です。実務における電気と機械の融合したの知識の活用場面などについても講義します。 |
| 到達基準 |
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１）直流回路の電流や電圧状態を理解できること ２）交流回路の電圧、電流、位相状態を理解し、インピーダンスを説明できること ３）半導体の動作を理解し、ダイオード・トランジスタの特性を説明できること ４）オペアンプ回路の動作が説明でき、提示された演算式のオペアンプ回路を設計できること 本科目のディプロマ・ポリシーの観点：履修案内のカリキュラムマップを参照してください． |
| 授業内容 |
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<<第1章 直流回路>> 第01回 ガイダンス・直流回路(1) 本講義の内容、機械系における位置づけと必要性、到達目標と成績評価方法を説明する。また、電気に関する基本的概念を復習し、電子の運動方程式からオームの法則を導出する。 第02回 直流回路(2) 抵抗と関連法則について学ぶ。線形抵抗と非線形抵抗、Kirchhoffの法則、合成抵抗について解説する。 第03回 直流回路(3) 理想電流源・電圧源と実際の電源、テブナンの定理とノートンの定理を用いた電源の重ね合わせについて学ぶ。 <<第2章 交流回路>> 第04回 交流回路(1) 交流回路の概要と直流との比較と、基本的な回路素子（キャパシタ、インダクタ）について学ぶ。 第05回 交流回路(2) 交流回路の複素数表記・計算について学ぶ。 第06回 交流回路(3) 共振回路とインピーダンス、インピーダンス合成について学ぶ。 第07回 交流回路(4) フィルタ回路・ブリッジ回路について学ぶ。 <<第3章 半導体>> 第08回 半導体(1) 半導体内における電子とホールの振る舞いについて学習し、その応用として、ダイオードの特性や整流作用およびトランジスタの構造や種類についてまとめ理解する。 第09回 半導体(2) トランジスタに加える電圧と流れる電流およびトランジスタの特性について学習し、トランジスタの動作原理を理解する。また、エミッタ接地回路の動作についてトランジスタ増幅器の基本原理を理解する。 第10回 半導体(3) 各種の半導体素子のうち電界効果トランジスタ、発光ダイオード等についてその動作と特徴や使い方を理解する。 <<第4章 アナログ技術とオペアンプ>> 第11回 オペアンプ(1) 電気回路で取り扱うアナログ量の性質やそのアナログ処理技術について学習し、特にそのために使われている差動増幅器からなるオペアンプの特徴、動作原理を理解する。 第12回 オペアンプ(2) オペアンプで実現出来る反転、非反転増幅回路、加算回路の動作原理及びその解析方法について学習する。 第13回 オペアンプ(3) 各種の演算回路（加算、減算、微分、積分）についてその構成、原理、応用について学習する。 第14回 オペアンプ(4) オペアンプによるアナログ制御？温度制御等について紹介する。 第15回 まとめ 最終試験 （範囲は全章） |
| 履修条件・関連項目 |
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電磁気学は基礎知識を与えるので、受講を薦める。機械電子工学II、制御工学、計測・信号処理工学の基礎を与える重要な科目である。 本学の標準時間数に準ずる予習と復習を行うこと。 |
| テキスト・教科書 |
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杉山進・田中克彦・小西聡 共著 ロボティクスシリーズ２ 電気電子回路 ーアナログ・ディジタル回路ー （コロナ社） |
| 参考書 |
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小川「初めて学ぶ基礎電子工学」（東京電機大学出版局） 田頭「わかりやすい電気・電子回路」（共立出版） 曽和「トランジスタ回路を学ぶ人のために」（オーム社） |
| 成績評価の方法 |
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各回の課題50点、最終試験50点の合計100点で、90点以上はＳ、80点〜89点はＡ、70点〜79点はＢ、60点〜69点はＣ。なお，出席点は設定しない。 過去の成績分布比率 Ｓ：19％ Ａ：34％ Ｂ：27％ Ｃ：13％ Ｄ：7％ |
| 教員から一言 |
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・本講義は高校物理で学習したことからスタートして、しばらくすると急に難しくなるので、油断せず、復習をして下さい。 ・質問は講義中、講義後、下記のオフィスアワー、あるいは学内電子メールで随時受け付けます。 |
| キーワード |
| 回路網構成，半導体，メカトロニクス，直流・交流，電位、トランジスタ、オペアンプ |
| オフィスアワー |
| メールで連絡をお願いします. |
| 備考１ |
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クラスルームアドレス https://classroom.google.com/u/0/c/NTQ0OTExNDE0NDI5 クラスコード： zszvwdj |
| 備考２ |
| 参照ホームページ |
| https://nmems.lab.tuat.ac.jp/ |
| 開講言語 |
| 日本語 |
| 語学学習科目 |
| 更新日付 |
| 2022/09/13 12:00:42 |