NBU日本文理大学

シラバス情報

注)公開用シラバス情報となります。在学生の方は、「UNIVERSAL PASSPORT」で詳細をご確認下さい。

科目名 電気・電子工学実験2(Engineering Experiments 2 on Electricity and Electronics)
担当教員名 片山 秀則
配当学年 カリキュラムにより異なります。 開講期 後期
必修・選択区分 自動車・メカトロコース 選択必修
情報電子・電気工学コース 選択必修
単位数 1
履修上の注意または履修条件  実験は基本的にすべて参加しないと単位を与えることはできません。どうしても出席できないときは前もって連絡してください。
受講心得  毎回必ず出席してください。電卓(関数機能付)及びグラフ用紙は必ず使用するので毎回持参してください。また、本実験は「電気・電子計測1、2」の内容に深いつながりがあります。実験を行う前に、上記講義の教科書を読んで理解しておいてください。
教科書 実験手引書〈プリント〉
参考文献及び指定図書 電気学会編「電気実験(基礎・計測編)」 (電気学会)
電気学会編「電気実験(電子編)」    (電気学会)
元岡達編「現在電気電子工学の基礎実験」 (オーム社)
岩崎俊著「電磁気計測 (電子情報通信学会)」(コロナ社)
関連科目 電気電子工学基礎、電磁気学1・2、電気回路論及演習1・2、計測工学、電気電子計測
オフィスアワー
授業の目的  前期の電気・電子工学実験1に引き続いて回路および回路素子の特性に関する実験を行います。後期においても、測定技術の習得や内容理解のみではなく、レポートの書き方、特に表やグラフを用いて実験結果を正確に相手に伝える技術を習得することを目的とします。また、簡単な回路制作を通して、理論と実際の装置の関連について理解することも目標です。
授業の概要 次の項目について実験します。
(1)ダイオードの特性
(2)トランジスタの静特性
(3)FETの静特性
(4)交流電力
(5)磁界測定
(6)ものづくり
授業計画 学習内容 学習課題(予習・復習)
○第1回 ダイオードの特性測定
整流などに使われるダイオードの特性を調べ、その動作を理解することを目的とします。使用するダイオードはゲルマニウム、シリコン、ツェナーダイオードです。この測定のあと、ダイオードを使って整流を行い波形がどの様に変化するかをオシロスコープで観測します。
○第2回 ダイオードの特性シミュレーション
ダイオードの特性をコンピュータ上のソフトを用いてシミュレーションを行います。簡単な電子回路シミュレータの使い方を学びます。その結果と測定結果の比較を行い考察してもらいます。
○第3回 トランジスタの静特性測定
電流制御型デバイスであるトランジスタの特性(静特性)の測定を行います。そしてその実験結果から増幅率等の値を求める方法について学びます。その後簡単な増幅回路を作成し、トランジスタの増幅作用をオシロスコープで確認し、増幅の意味を理解します
○第4回 トランジスタの静特性シミュレーション
トランジスタの特性をコンピュータ上のソフトを用いてシミュレーションを行います。簡単な電子回路シミュレータの使い方を学びます。その結果と測定結果の比較を行い考察してもらいます。
○第5回 FETの静特性測定
電流制御型デバイスであるトランジスタの特性(静特性)の測定を行います。そしてその実験結果から増幅率等の値を求める方法について学びます。その後簡単な増幅回路を作成し、トランジスタの増幅作用をオシロスコープで確認し、増幅の意味を理解します。

第6回 FETの静特性シミュレーション
FETの特性をコンピュータ上のソフトを用いてシミュレーションを行います。簡単な電子回路シミュレータの使い方を学びます。その結果と測定結果の比較を行い考察してもらいます。
○第7回 交流ブリッジによるインダクタンスの測定
インピーダンスを測定できる交流ブリッジを用いてインダクタンスの測定を行います。実際のコイルはインダクタンスのみではなく抵抗などのほかの要素も含んでしまいます。このような「コイル」の等価回路による特性の表し方について学びます。
○第8回 交流ブリッジによる静電容量の測定
インピーダンスを測定できる交流ブリッジを用いて静電容量の測定を行います。実際のコンデンサもコイル同様、抵抗などのほかの要素を含み等価回路でその特性を表します。コンデンサの種類の違いによる特性の違いについて調べます。また、抵抗測定で用いられるホイートストンブリッジとの違いについて理解してください。
○第9回 単相交流電力の測定
単相交流電力測定を電力計、電圧計、電流計、位相計を用いて行い、有効電力や無効電力について理解します。また100Vを扱うので、感電しないように注意して実験を行う必要があります。
○第10回 負荷による単相交流力率の測定
インダクタンスやキャパシタンスを含んだ負荷をつなぐことにより、力率がどの様に変化するのかを調べ、力率と有効電力について検討します。
○第11回 空心コイルによる磁界の測定
空心コイルに電流を流すことで発生する磁界をホールセンサを用いて測定します。コイルが空心の場合の電流と磁束密度の関係、また、磁界の強さとの関係について理解することを目的とします。
○第12回 強磁性体試料の磁化特定の測定
前回用いたコイルを用いて、フェライト、アルニコ、純鉄などの磁性材料の磁束密度を測定し、磁化曲線を作成します。この実験では、強磁性材料の特性と透磁率について学びます。

第13回 ICラジオの製作1
ラジオの一番簡単な構成であるゲルマニウムラジオの作成を行います。このラジオは電池を使わず、電波から作られる起電力だけで作動します。この制作を通して、1.コイルの意味、2.共振回路とその利用方法、3.ダイオードの整流作用、について学び、このような基礎的で簡単な構成で放送を聞くことができる理由を理解します。
○第14回 ICラジオの製作2
ゲルマニウムラジオを改造して、増幅回路を取り付けることにより音を大きくします。ハンダ付けを行うことによる回路制作を経験することと、トランジスタを用いた増幅回路の動作を理解する事を目的とします。
○第15回 レポート修正及び補足実験
提出してもらったレポートの内容について解説を加えながら説明し、その場で修正できる内容は直してもらいます。
第16回 まとめ
実験についての総括を行います。
第1回
プリント配布
授業の運営方法  グループ実験
備考
学生が達成すべき到達目標 (1)ダイオードの特性を理解する。
(2)トランジスタの静特性を理解する。
(3)FETの静特性を理解する。
(4)交流電力の測定を理解する。
(5)磁界の測定を理解する。
(6)ものづくりを体験する。
評価方法 評価の割合 評価の実施方法と注意点
試験
小テスト 30 各テーマの理解度の確認のための複数回の小テストを行います。
レポート 50
成果発表
作品
その他 20 全出席を原則とします。
合計 100