| 開講学期／Course Start | 2020年度／Academic Year 後期／Second |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 金/Fri 1,金/Fri 2 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | 情報電子工学系学科 |
| 対象学年／Year | 3年,4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 主専門教育科目 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 選択 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 講義科目 |
| 授業科目名／Course Title | 高電圧工学／High Voltage Engineering |
| 単位数／Number of Credits | 2.0 |
| 担当教員名／Lecturer | 佐藤孝紀 |
| 時間割コード／Registration Code | C4707 |
| 連絡先／Contact | 佐藤孝紀(F309-1, 0143-46-5506, ksatoh@mmm.muroran-it.ac.jp) |
| オフィスアワー／Office hours | 佐藤孝紀(水・金曜日（12:00～12:40）) |
| 実務経験／Work experience |
| 更新日／Date of renewal | 2020/08/20 |
|---|---|
| 授業のねらい ／Learning Objectives |
電力需要の増大に伴い、高効率電力輸送のために高電圧送電が用いられ、高度な絶縁技術が必要であるとともに、高電圧により発生する様々な現象について調査が必要となっている。また、最近、プラズマテレビやプラズマ空気清浄機にように、気体放電プラズマを利用した機器が盛んに利用されるようになっている。 この授業では、気体放電などの高電圧現象を基礎から理解するとともに、絶縁破壊（放電発生）のメカニズム、高電圧発生技術、高電圧試験などについて学ぶ。また、プラズマプロセシングによる微細加工、放電プラズマによる汚染ガス浄化などの応用技術についても学ぶ。 |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
１．高電圧現象の基礎となる粒子の微視的な挙動を理解している。(知識力および計算力 30%) ２．気体、液体の絶縁破壊を理解している。(知識力および計算力 30%) ３．高電圧発生回路・方法を理解している。(知識力 20%) ４．雷現象、高電圧応用を理解している。(知識力 20%) |
| 授業計画 ／Course Schedule |
総時間数：1.5時間×15回＝22.5時間 第１週 イントロダクション（高電圧工学の意義、産業における高電圧応用等） 第２週 高電圧現象の基礎（熱運動、電界下の電子の運動、Boltzmann方程式、換算電界と相似則） 第３週 高電圧現象の基礎（粒子の衝突、弾性衝突と非弾性衝突、フランクコンドンの原理） 第４週 高電圧現象の基礎（気体中の導電I：電子の作用と電離増倍） 第５週 高電圧現象の基礎（気体中の導電II：二次電子放出作用、Townsendの電流成長式） 第６週 気体の絶縁破壊（絶縁破壊理論I：Townsend理論、Paschenの法則） 第７週 気体の絶縁破壊（絶縁破壊理論II：ストリーマ理論、コロナ放電） 第８週 気体の絶縁破壊（絶縁破壊理論II：コロナ放電と極性効果） 第９週 気体の絶縁破壊（直流グロー放電I：放電発生・自続条件、電流-電圧特性、放電構造、応用） 第10週 気体の絶縁破壊（アーク放電） 第11週 気体の絶縁破壊（大気圧放電、衝撃電圧破壊、絶縁性ガス） 第12週 液体の絶縁破壊（液体誘電体の用途、種類、破壊理論） 第13週 固体の絶縁破壊（ボイド放電、トリーイング、電荷図形）、 絶縁設計 第14週 高電圧発生装置（半波整流回路、全波整流回路、倍電圧回路、コッククロフトの回路、バンデグラーフ発電機、衝撃電圧発生回路）、高電圧測定 第15週 雷現象、高電圧応用（プラズマプロセシング、汚染ガス浄化技術等） 第16週 定期試験 ・シラバスに沿って教科書の該当部分を予め理解した上で授業に参加すること。 ・授業時間内に小テストを実施するので、準備すること 新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い、学生への十分な周知のもと、授業計画・授業実施方法は変更する可能性があります。 |
| 教科書 ／Required Text |
新高電圧工学 坂本三郎, 田頭博昭共著 朝倉書店 1974(ISBN:9784254225167) |
| 参考書等 ／Required Materials |
プラズマエレクトロニクス 菅井秀郎編著 オーム社 2000(ISBN:4274132102) |
| 教科書・参考書に関する備考 | 必要な資料を授業中に適宜配布する。 |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
定期試験および４回の小テストの結果を総合し、100点満点中60点以上を合格とする。なお、定期試験と小テストの割合は、それぞれ60%および40%である。再試験は行わない。 各到達度目標の評価方法は,次のように行う． 目標１．小テスト,定期試験において計算・論述問題を出題し評価する． 目標２．小テスト,定期試験において計算・論述問題を出題し評価する． 目標３．小テスト,定期試験において論述問題を出題し評価する． 目標４．定期試験において論述問題を出題し評価する． 新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い、学生への十分な周知のもと、成績評価方法は変更する可能性があります。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
第1週目の授業で説明する。 |
| 教員メッセージ ／Message from Lecturer |
電気主任技術者の資格に関係する科目であるので、予習と復習を十分に行って理解を深めるよう心がけて頂きたい。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
学習目標との関連（◎：密接に関与、○：付随的に関与） Ａ．自然現象を理解するための基礎となる数学・物理学の知識を習得する ○Ｂ．電気電子工学分野の技術の基礎となる知識を習得する Ｃ．習得した知識を種々の問題に適用し、その結果を検討・評価する能力を修得する Ｄ．与えられた問題を解決するための実験を計画・遂行する能力を修得する Ｅ．自分の意見を論理的に整理し、他者に説明する能力を修得する Ｆ．他者と議論・協力して目標を達成する能力を修得する Ｇ．物事を自主的・継続的に学習する能力を修得する Ｈ．電気電子工学分野の技術が社会や環境に与える影響を考える能力を修得する |
| 関連科目 ／Related course |
この授業の履修にあたって、電磁気学I・II、電気回路I・II、電子物性、電気電子材料を履修していることが望ましい。 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
|---|---|---|---|---|
| 該当するデータはありません | ||||
|
Active learning 1-1 ／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等） |
Moodleで授業の資料及び演習問題（解答付）を提示するとともに、４回の小テストを実施し、自己学習をすすめる。 |
|---|---|
|
Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
15%未満 |
|
Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
該当なし |
|
Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
|
Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
該当なし |
|
Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |