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2年次3,4タームの電気電子物理工学実験I、3年次1,2タームの電気電子物理工学実験IIは、電気電子関連の法則および各種特性を実体験するとともに、測定・計測技術の体得、データ集計・解析の実習、報告書作成の演習を目的とした実験科目である。特に電気電子物理工学実験Iは、学科専門科目の基礎的重要科目(工学入門セミナー、電磁気学I、基礎電気回路・演習、電磁気学II、電気回路、基礎電子回路、基礎電子物性など)に関するテーマについて実験を行う。
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必修の既習科目は特にないが、工学入門セミナー、電磁気学I、基礎電気回路・演習、電磁気学II、電気回路を履修することが望ましい。
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・電気電子技術者にとって必須のツールであるオシロスコープの取り扱いに習熟すること。 ・素子作製および回路製作の基礎技術を習得すること。 ・直流および交流回路を対象として、その基本となる電源、素子の電圧・電流特性の測定方法を習得すること。 ・実験実施に当り定められた時間内に実験が終了するように、予習を行って計画的に作業を遂行でき、かつグループ内作業の分担を最適化して全員が協力して行える能力を体得すること。 ・技術報告書としての一般的体裁(項目や図表の書き方など、実験テキストの総説を参照)が整っており、かつ実験の主旨と内容を理解し自分なりに解釈して簡潔に記述されたレポートが作成できること。 ・実験結果に対して、適切かつ十分なデータ解析、論理的考察が行えること。
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学習・教育目標「G.実践的応用力と計画的遂行能力」および「E.社会人・国際人としてのコミュニケーション能力」に対応する科目であり、専門基礎科目及び専門科目の徹底した理解とその応用力修得のため実験科目の1つとして、計画的な作業遂行、グループ内作業の分担と協力の実際を修得するとともに、実験レポート作成によって自発的学習の習慣、データの物理的意味を正確に解析する能力とデータ解析手法、工学的かつ論理的考察力、技術的文章記述力を養うことを目的とする。
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回路製作、オシロスコープ、電磁波、誘電材料、磁性材料、RLC回路、ダイオード、トランジスタ、X線構造解析、超伝導材料、回路シミュレーション、データ処理
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実験テーマは7テーマある。 ひとつのテーマにつき2週間の実験を行い、1週目の実験完了後に中間レポートを、2週目の実験完了後に本レポートを作成・提出する。
テーマ1 電気電子基礎測定と回路製作 ・トランジスタの基礎的な特性を理解すること。 ・回路図を読めるようになり、半田付けで実装できるようになること。
テーマ2 電磁気学I ・誘電体平板の誘電率及び同軸ケーブルの特性インピーダンスをLCRメータで測定し、誘電体材科の評価法や特性インピーダンスの概念を理解する。 ・電磁波の波動的な振る舞いをマイクロ波帯の発振・受信装置を用いて調べ、その特性を理解する。 ##コロナウィルスの感染状況によっては,一部または全部をオンライン実験に変更することがある. その場合は,実験装置を模擬したシミュレータによる測定や,教員等が実験を行っている動画を視聴しながらデータを取得する.##
テーマ3 電磁気学Ⅱ ・ホール効果を測定することにより、ローレンツ力や半導体の伝導型、キャリア濃度、移動度を理解する。 ・磁性材料のヒステリシス特性や磁気回路を理解する。
テーマ4 ・インダクタンスやコンデンサを含んだ回路中の電流電圧波形を計測することにより電気回路について理解を深める。 ・集中定数回路における過渡現象と微分回路、積分回路の入出力特性を理解する。 ・分布定数回路におけるインピーダンス整合の重要性について理解する。
テーマ5 電子回路 電子回路で扱う主要素子であるダイオードとトランジスタの特性を把握することを目的として実験を行う。ダイオードに関する実験では,各種ダイオードの静特性,温度依存性を観測し,それらの特性を把握すると共に物理的考察を行う。トランジスタに関する実験では,トランジスタ増幅回路の動作原理と実際を理解するとともに,電圧増幅率の算出方法を習熟する。
テーマ6 超伝導セラミックスの合成と評価 ・酸化物高温超伝導体を作製し、物質・材料の合成法を理解する。 ・X線回折実験を行うことにより、物質の結晶構造の評価法を理解する。 ・温度変化による相転移を観測することにより、超伝導現象を理解する。 (テーマ6では、1週目に試料合成、2週目に試料評価を行う。レポートの元となる実験結果は2週目に初めて得られるため、テーマ6では中間レポートを課さず、本レポートのみで評価する。)
テーマ7 回路シミュレーションとデータ処理 ・各種信号の発生方法と測定方法、受動素子の交流特性、交流回路の電流電圧計算について理解する。 ・確率分布に従うデータの統計処理を行うことで、基本統計量や頻度分布図などを理解する。 ・k近傍法を用いることで時系列データの分類方法について理解する。 ・加算器、乗算器、遅延器により構成されるフィルタについて理解する。
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授業の方法: 大学が設定している新型コロナウイルスのリスクレベルが2の場合には 感染対策を行ったうえで対面、リスクレベルが3の場合には遠隔での実施予定です。
事前準備学修: ガイダンスの実施方法等につきましてメールでご連絡しますので授業の1週間前(9/22)までに履修登録を行うこと。 実験と講義は深い関連がある。各実験では講義に関連するテーマを設定しているので、実験テキストの予習はもちろんのこと、 関連科目の講義内容の復習を行ってから実験に臨むこと。 事後展開学修: 毎回、実験レポートを作成すること。また、各実験テーマにはより深い理解を促すために課題を設けている。課題について図書館等で参考図書を自ら調べ、解答すること。
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今後の新型コロナウィルス感染症の状況により、授業の実施方法等を変更する場合があります。
1週目:実験ガイダンス(必ず出席し、課題を提出すること。課題を提出しなければ班分けされず、本実験を受講できません。) 2週目以降:各実験テーマを順次行う。
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実験テーマ毎に報告書(中間レポートを含む)を評価対象にする。
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成績評価基準
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出席が2/3以上の場合に評価点に応じて、以下のように評価を与える。 【平成27年度以降入学者】 評価点が90点以上をS、90点未満85点以上をA+、85点未満80点以上をA、80点未満75点以上をB+、75点未満70点以上をB、70点未満65点以上をC+、65点未満60点以上をC、60点未満をFとする。 【平成26年度以前入学者】 「単位修得の認定に関する規程」に定める計算式によってグレードポイント(GP)を算出する。GPが1以上を合格、1未満を不合格とする。
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埼玉大学工学部電気電子物理工学科編:電気電子物理工学実験I・II (大学生協書籍コーナーで販売しますので、購入の上ガイダンスに出席して下さい)
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各実験テーマの参考文献(実験テキストに記載)を参照
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自らの手を動かし考えながら実験を行うこと、実験を通じて考えたことを他者に分かるようにレポートにまとめることは皆さんの力を大きく伸ばし、近い将来確実に役立ちます。班で協力しあいながら,積極的に取り組んでください!
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maki2_$@_$mail.saitama-u.ac.jp(_$@_$を@に変えてください)
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各教員で異なる 吉住助教 木曜日13:00~14:00 機能材料工学科棟1F 101号室
間邊助教 水曜日11:30~12:30 電気電子システム工学棟4F 425号室
Lim助教 水曜日11:30~12:30 総合研究棟8F 809号室
神島准教授 月曜日17:30〜18:30 機能材料棟4F 403号室
成瀬助教 水曜日12:00~13:00 電気電子システム工学棟3F 316号室
長谷川(有)准教授 月曜日 13:00~14:00 電気電子システム工学科棟4F 411号室
清水助教 水曜日 11:30~12:30 電気電子システム工学科棟4F 416号室
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各実験テーマの実験室はガイダンスで案内します。
大学が設定している新型コロナウイルスのリスクレベルが2の場合には 感染対策を行ったうえで対面で実施します。 リスクレベルが3の場合には遠隔での実施となります。
ガイダンスの実施方法等につきましてメールでご連絡しますので 授業の1週間前(9/22)までに履修登録をお願いします。
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