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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学部電気電子工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 4年次
選択・必修 選択
選択科目
授業科目名 高電圧工学
こうでんあつこうがく
High Voltage Engineering
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講 他学部の学生の受講可
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 水曜日 1, 2時限
開講場所 工学部13番教室

担当教員 飯田 和生(工学研究科電気電子工学専攻)

IIDA, Kazuo

学習の目的と方法

授業の概要 放電現象のような高電圧に特有な物理現象についての理解を深めるとともに,高電圧の発生,測定,応用の技術について学ぶ。また,高電圧・高電界下での電気現象には他の講義の理論的取扱の際には無視できた項が無視できなくなって現れる現象が多数見られ,その為にこれまで馴染みが薄い現象を扱うことになる。高電圧機器だけでなく高い電圧,高い電界を用いる電気製品の信頼性,寿命などに直接関係する事柄についても説明する。
学習の目的 放電現象のような高電圧に特有な物理現象についての理解を深めるとともに,高電圧の発生,測定,応用の技術について理解することを目的とする。
学習の到達目標 高電圧特有の現象について理解し,高電圧で生じる現象が製品の信頼性,寿命などに大きく影響することを認識する。

★学習・教育目標:「基礎知識と専門知識」、「自主的継続的学習」「制約下での仕事の遂行」に関する能力を向上させる。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目
学習・教育目標との関連(達成度点検シートの重み):基礎専門(0.8),自主的継続的学習(0.1),制約下での仕事(0.1)

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  •  モチベーション
  •  主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  •  論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  •  情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  •  感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義

授業の特徴

教科書 新版高電圧工学(河野照哉,朝倉書店)
高電圧工学のテキストには高電圧の関係する物理現象に重点をおいたものと高電圧電力機器に重点をおいたもの及び両者を等分に扱っているものがあるので,より詳しく知りたい場合にはそれぞれに重点をおいたテキストを参照すること。このテキストは両者を等分に扱っているものです。
参考書 高電圧工学(日高邦彦,数理工学社),高電圧工学(安藤晃,犬竹正明,朝倉書店)
成績評価方法と基準 出席7割以上を必要条件とし,評価は期末試験の点数で行い,点数/10を切り上げて,6以上を合格とする。
オフィスアワー オフィスアワー:月曜 16:00-18:00(その他の時間については,訪問時間を電子メールにて尋ねてください。)
教官室:電子情報棟 1階1110室
電子メールアドレス:iida@elec.mie-u.ac.jp
受講要件
予め履修が望ましい科目 材料科学、固体電子工学、電気電子材料、電気機器工学
発展科目 電気電子材料及び電気機器・電気エネルギー関連科目
授業改善への工夫 高電圧や高電界の下での現象が原因で生じた電気製品の不具合,事故の具体例をそれに関係する説明の際にあげて高電圧の重要性についての認識を高めるようにしている。また、高電圧・高電界のもとでの電気現象を理論的に取り扱うのは難しい場合が多くあり,その様な場合にも履修者が対象とする現象を定性的に理解できるように説明をしている。
その他

授業計画

キーワード 放電,絶縁破壊,高電圧,計測
Key Word(s) Discharge, Dielectric breakdown, High voltage, Measurement
学習内容 第1回
 この科目の位置付け(電気主任技術者との関係など)
 第1章 気体放電の基礎になる物理現象
  ・気体の性質
 気体中での放電現象の理解に必要な気体分子の運動について解説する。
第2回
  ・荷電粒子の発生と消滅
 荷電粒子の発生と消滅の機構について解説する。
第3回
  ・荷電粒子の運動
 電界中での荷電粒子の移動,拡散について説明する。
第4回
 第2章 気体の放電 気体放電の開始
 気体に低電界側から高電界に至る電界を加えたときに起きる物理現象を説明する。
第5回
  ・気体放電の理論
 タウンゼントの理論,ストリーマ理論に基づく平等電界下での放電理論について解説する。
第6回
  ・火花電圧
 パッシェンの法則について説明し,電極形状,電圧波形が火花電圧に与える影響について解説する。
第7回
  ・電界分布
 各種電極形での電界分布、不平等電界係数などについて解説する。
第8回
  ・定常気体放電
 グロー放電,アーク放電についての解説と,その応用について解説する。
第9回
 第3章 液体の放電
 絶縁油を中心に液体中での放電現象について解説する。
第10回
 第4章 固体の放電
 固体での絶縁破壊現象について解説する。
第11回
 第5章 複合誘電体の放電
 部分放電,沿面放電,トリーイング,トラッキングなどの複合絶縁特有の現象について解説する。
第12回
 第6章 高電圧の発生 
  ・交流,直流高電圧の発生
 交流及び直流高電圧の発生の仕方について解説する。
第13回
  ・インパルス高電圧の発生
 インパルス電圧の発生原理について説明する。
第14回
 第7章 高電圧の測定
 低い電圧の測定との違いなども説明しながら,高い電圧の測定について解説する。
第15回
 第8章 高電圧機器
 高電圧機器の種類と特徴などについて概説する。
第16回
 期末試験
学習課題(予習・復習) 予習として,教科書の毎回の授業部分を読んで,学習内容の把握,疑問点の把握などをしておく。
教科書の章末問題は各章が終わるごとに復習として解いておく。
ナンバリングコード(試行) EN-EMAT-3

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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