授業計画 |
| 回数 |
学習目標 |
学習項目 |
| 1 |
・ガイダンス
・元素周期表の概要を理解し、原子の構造について説明できる。
・各種化学結合の特徴について説明できる 。
・金属、半導体、絶縁体の違いを導電率と関連させて説明できる。 |
本科目の内容に関するガイダンスを行う。周期表の元素の並び方および特徴について原子の構造と関連付けて学ぶ。
代表的な化学結合（イオン結合、共有結合、金属結合）の特徴を理解する。
金属、半導体、絶縁体のエネルギーバンド図による導電率の違いを学習する。 |
| 【理解度確認】演習問題 |
| 2 |
・絶縁物質の分類について説明できる。
・絶縁材料の耐熱区分、耐電圧などの特性を説明できる。
・誘電材料の特徴を説明できる。 |
電気材料の形態および組成による分類について学習する。各種絶縁材料の耐熱区分および漏れ電流、耐電圧、絶縁破壊とそれに伴う劣化について学習する。
誘電分極、誘電率、誘電正接などの特徴および強誘電体の利用例として圧電素子について学習する。 |
| 【理解度確認】演習問題 |
| 3 |
・磁性材料の特徴を説明できる。
・高分子材料の特徴を説明できる。 |
透磁率、磁性体の種類と実用例、ヒステリシス曲線などの特徴を学習する。
高分子材料について分子構造による分類、熱特性について学習する。 |
| 【理解度確認】演習問題 |
| 4 |
・気体絶縁材料と絶縁紙、絶縁油の特徴が説明できる。
・導電材料として銅、アルミの長所、短所の説明ができる。
・鋼心アルミより線の用途、特徴について説明ができる。 |
各種気体絶縁材料についてそれぞれの種類、特性、使用例などを学習する。また、変圧器に使用される絶縁紙、絶縁油について使用条件等を学習する。
導電材料としてよく使用される銅、アルミについてそれぞれの長所と短所を学習する。また、送電線に使用されている鋼心アルミより線（ACSR）の構造と特徴について学習する。 |
| 【理解度確認】演習問題 |
| 5 |
・OFケーブルおよびCVケーブルの構造、特徴を説明できる。 |
OFケーブルによる地中送電の設備構成および現在主流となっているCVケーブルについて、その特徴を学習する。 |
| 【理解度確認】演習問題 |
| 6 |
・材料にかかる応力、変形、破壊などの現象を力学的に説明できる。
・材料力学に関する計算をすることができる。 |
せん断荷重や引張荷重が材料に加わった際に見られる弾性・塑性変形や各種破壊メカニズムを力学的観点から学習する。 |
| 【理解度確認】演習問題 |
| 7 |
・半導体の種類およびエネルギーバンド図を用いた電気伝導について説明できる。
・pn接合のエネルギーバンド図を書くことができ、光電変換によってLEDや太陽電池の動作原理を説明できる。 |
半導体材料になる元素の種類や、不純物半導体が導電性を持つことをエネルギーバンド図を用いて学習する。
pn接合ダイオードの光電変換を利用したデバイスとしてLEDおよび太陽電池の原理を学習する。 |
| 【理解度確認】演習問題 |
| 8 |
・鉛蓄電池およびリチウムイオン電池の長所、短所を理解しそれらの主な用途を説明できる。
・燃料電池、全固体電池、超電導材料など将来普及が見込まれる電気材料について特徴を説明できる。 |
UPSなど産業用据置型として最も利用されている鉛蓄電池および、再生可能エネルギーなどの電力貯蔵に利用されているリチウムイオン電池についてそれぞれの特徴を学習する。
燃料電池と水素エネルギーとの関連や全固体電池の概要、リニアモーターカーや送電に応用される超電導など、次世代イノベーションの可能性を秘めた電気材料について学習する。 |
| 【理解度確認】演習問題 |
| 9 |
・理解度確認テスト |
理解度を確認するためのテストを実施する。 |
| 【理解度確認】テスト |
| 10 |
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| 【理解度確認】 |
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| 【理解度確認】 |
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| 【理解度確認】 |
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| 【理解度確認】 |
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| 【理解度確認】 |
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| 【理解度確認】 |
