単位数: 2. 担当教員: 髙橋 和貴. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-ELE333J.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
高電圧工学は大電力発送電など電力基幹技術としてだけでなく、電磁エネルギーを利用した荷電粒子ビーム発生、レーザやＸ線の発生など大電力機器の基盤技術であり、近年ではマイクロデバイス内での絶縁破壊やプラズマテレビなど光源開発にとっても重要な工学技術の一つである。これらの先端的研究機器、広範な工業生産分野への応用にとって基礎となる高電圧と放電技術の修得を目的とする。
２．概要
「電磁気学」で学んだことを基にして、絶縁破壊から放電現象の基礎、雷の発生からインパルス電圧による過渡放電現象など高電圧工学に関する基礎過程を理解し、種々の応用技術について学ぶ。
３．達成目標等
この授業では主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・放電過程を理解し、絶縁破壊時に起こる現象を認識する。
・種々の高電圧・大電流機器を安全に運転するために、絶縁方法や計測方法を理解する。
・様々な高電圧応用について、機器の動作原理、構成、特徴などの理解を図る。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1.Purpose
The high-voltage engineering is one of the key technologies in electric engineering, applying in high-power electric transmission, charged particle beams, laser and X-ray sources. This lecture aims to obtain the basis of high-voltage thechnology and discharge phenomena, and to introduce broad industrial productions and applications in these days.
2.Outline
Students are expected to understand basic processes in high-voltage phenomena including several discharges in gas, liquid and solid state. Occurrence of thunder and breakdown in insulation are introduced in the lecture. Various applicationsusing high-voltage technology are also presented.
3.Target of the lecture
To acquire the following ability mainly at this lecture.
(a)To understand basics of discharge processes and to learn various phenomena during breakdown in insulation.
(b)To understand diagnostics and insulation methods to drive various high voltage equipment safely.
(c)To learn varios appliations utilizing the high-voltage thechnology, principles, compositions and features about various equipments.
この授業では、「電磁気学」「電気回路」を履修していることが望ましい。また、絶縁破壊に関する放電過程をより理解するために「プラズマ理工学」を履修していることが望ましい。
Students are expected to have units in "Electromagnetism" and "Plasma Science and Technology".
この科目ではClassroomを使用して講義資料と講義情報を発信します。
クラスコードは"ode2gce"です。
授業受講前にClassroomにアクセスし、クラスコード入力してください。
授業形式（対面またはオンライン）についても通知していく予定です。
第１回 序論：高電圧工学と応用（概説）
２ 気体の放電現象と絶縁破壊：気体の性質と励起・電離過程
３ 気体の放電現象と絶縁破壊：火花放電とタウンゼントの理論
４ 気体の放電現象と絶縁破壊：パッシェンの法則とコロナ現象
５ 気体の放電現象と絶縁破壊：グロー放電、アーク放電
６ 気体の放電現象と絶縁破壊：真空放電と絶縁気体
７ 液体・固体中の放電現象と絶縁破壊
８ パルス放電と雷現象：インパルス放電
９ パルス放電と雷現象：雷現象
１０ 高電圧の発生と計測：交流・直流高電圧
１１ 高電圧の発生と計測：インパルス高電圧
１２ 高電圧の発生と計測：高電圧と電流測定
１３ 高電圧機器と安全対策
１４ 高電圧・放電応用：荷電粒子ビーム応用、静電気応用
１５ 高電圧・放電応用：放電・プラズマ応用
Lecture materials and information including class guidance will be informed using Google Classroom.
The classification code of the Classroom is "ode2gce".
Please access to the Classroom before the lecture time.
1: An introduction: High-voltage engineering and application (outline)
2: Gaseous discharge phenomena and insulation breakdown(1)
: Excitation and ionization process in gases.
3: Gaseous discharge phenomena and insulation breakdown(2)
: Spark discharge and Townsend's theory.
4: Gaseous discharge phenomena and insulation breakdown(3)
: Paschen's law and corona discharge.
5: Gaseous discharge phenomena and insulation breakdown(4)
: Glow discharge and arc discharge.
6: Gaseous discharge phenomena and insulation breakdown(5)
: Vacuum discharge and insulation gas.
7: Discharge phenomena in liquid and solid and insulation breakdown
8: Pulsed discharge and thunder lightning(1) : Impulse discharge.
9: Pulsed discharge and thunder lightning(2) : Thunder lightning phenomena.
10: High-voltage generation and measurement(1)
: Alternating and direct current high voltage.
11: High-voltage generation and measurement(2)
: Impulse high voltage.
12: High-voltage generation and measurement(2)
: Measurement of high voltage and current.
13: High voltage equipment and safety measure.
14: High voltage and discharge applications(1)
: The charged particle beams and electrostatics.
15 High voltage and discharge applications(2)
: Discharge and plasma application.
講義時間以外に、随時課すレポートや演習課題に取り組む。
Students are expected to submit reports assigned in the lecture time and to solve problems in the textbook.
定期試験と、随時行う演習問題のレポートを総合して評価する。
Evaluation is performend based on the examination and submitted reports.
Google Class room から適宜連絡すること．
Contact via Google Class room when you have any question.