| 開講学期／Course Start | 2024年度／Academic Year 前期／First |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 月/Mon 5 , 月/Mon 6 |
| 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電気電子工学コース／Department of Information and Electronic EngineeringCourse of Electrical and Electronic Engineering,情報電子工学系学科情報通信システム工学コース／Department of Information and Electronic EngineeringCourse of Information and Communication Engineering,創造工学科電気電子工学コース／Department of EngineeringCourse of Electrical and Electronic Engineering |
| 対象学年／Year | 3年 , 4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 創造工学科 |
| 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 |
| 担当教員名／Lecturer | 川口 秀樹 (創造工学科電気電子工学コース) , 菅原 広剛 (その他) |
| 時間割コード／Registration Code | J3180 |
| 連絡先／Contact | 川口 秀樹(F207, 0143-46-5510, kawa@muroran-it.ac.jp) |
| オフィスアワー／Office hours | 川口 秀樹(木曜日 16:00 - 17:00, 18:00-19:00) |
| 実務経験／Work experience | 川口 秀樹(通信事業を扱う企業での通信機器の回路設計・開発経験を有する) |
| 更新日／Date of renewal | 2024/02/13 |
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| 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 |
総授業時間数（実時間）：２２．５時間 第１回：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回：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）[pp.1-14] 第３回：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）[pp.23-38] 第４回：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）[pp.39-41, pp.45-49] 第５回：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）[pp.51-55] 第６回：気体の絶縁破壊（絶縁破壊理論I：Townsend理論、Paschenの法則）[pp.65-68] 第７回：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）[pp.70-74] 第８回：気体の絶縁破壊（絶縁破壊理論II：コロナ放電と極性効果）[pp.74-75] 第９回：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）[pp.103-107] 第10回：気体の絶縁破壊（アーク放電）[pp.108-110] 第11回：気体の絶縁破壊（大気圧放電、衝撃電圧破壊、絶縁性ガス）[pp.76-83, pp.85-86, pp.94-98] 第12回：液体の絶縁破壊（液体誘電体の用途、種類、破壊理論）[pp.113-114, pp.119-124] 第13回：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 [p.128,pp.132-140, pp.145-149, pp.155-158] 第14回：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 [pp.177-188, pp.204-212] 第15回：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） 定期試験[pp.227-232, pp.259-267] ・moodleで公開される講義資料とシラバスを参照して教科書の該当部分（ [ ] のページ）を予め理解した上で授業に参加すること。 ・各回の学修時間の目安は、事前・事後合わせて４時間必要です。 |
| 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:4254225164) |
| 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) |
| 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。 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。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
不合格者に対して再試験を実施する。 |
| 教員メッセージ ／Message from Lecturer |
電気主任技術者の資格に係る授業科目（選択科目）です。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
学生便覧「学習目標と授業科目との関係表」参照 |
| 関連科目 ／Related course |
この科目の履修にあたっては、電気回路基礎、電気回路、電気回路演習、電磁気学基礎、電磁気学、電磁気学演習、電子物性を履修し、十分に理解していることが望ましい。また、この授業は送配電工学に関連する。 |
| 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 |
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| 該当するデータはありません | ||||
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Active learning 1-1 ／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等） |
小テストの実施により継続的な学修を促す。 |
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Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
15%～50% |
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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 |
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Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
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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） |
2年前期・後期に学んだ電気電子工学の基礎知識に基づき、高電圧工学に係る専門的な学習を行う。 |
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Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
15%未満 |