1. 抵抗R,コイルL,コンデンサC素子における電圧と電流の関係を理解し,電気回路の計算に用いることができる。
2. 瞬時値,フェーザ,複素数表示を理解し,これらを正弦波交流回路の計算に用いることができる。
概要:
正弦波交流回路において,抵抗R,コイルL,コンデンサC における電圧と電流の関係を学び,電気回路の計算方法を学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業において,演習課題のプリントを配布する。期限内に必ず提出すること。提出した演習課題等の採点結果は評定の40 点分として評価する。
数学(数と式,方程式,関数とグラフ,三角関数)と電気工学基礎で修得した知識が必要であるため,十分に復習すること。
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
正弦波交流 |
正弦波的に変化する交流を説明することができる。 正弦波交流の瞬時値を三角関数で示すことができる。
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2週 |
正弦波交流(2) |
正弦波的に変化する交流を説明することができる。 正弦波交流の瞬時値を三角関数で示すことができる。
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3週 |
実効値 |
実効値について,説明することができる。 最大値と実効値の関係を示すことができる。
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4週 |
正弦波交流とフェーザ表示 |
正弦波交流の瞬時値形式をフェーザ形式に変換することができる。
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5週 |
正弦波交流とフェーザ表示(2) |
正弦波交流のフェーザ形式を瞬時値形式に変換することができる。
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6週 |
複素数とその変換 |
複素数のフェーザ形式と直交形式の変換ができる。
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7週 |
複素数とその演算(2) |
複素数の直交形式とフェーザ形式の変換ができる。
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
複素数の演算 |
複素数の演算(相差,加減算等)ができる。
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10週 |
複素数の演算(2) |
複素数の演算(乗算,除算等)ができる。
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11週 |
複素数の演算(3) |
複素数の演算(乗算,除算等)ができる。
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12週 |
キルヒホッフの電流則 |
正弦波交流の電流に対して,キルヒホッフの電流則を使うことができる。
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13週 |
キルヒホッフの電流則(2) |
正弦波交流の電流に対して,キルヒホッフの電流則を使うことができる。
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14週 |
キルヒホッフの電圧則 |
正弦波交流の電圧に対して,キルヒホッフの電圧則を使うことができる。
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15週 |
キルヒホッフの電圧則 |
正弦波交流の電圧に対して,キルヒホッフの電圧則を使うことができる。
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16週 |
期末試験 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
抵抗,インダクタンス,静電容量の回路素子の電圧・電流の関係 |
抵抗,インダクタンス,静電容量の回路素子の電圧と電流の関係を瞬時値形式で示すことができる。
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2週 |
正弦波交流の複素数表示 |
正弦波交流を複素数で表示することができる。
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3週 |
正弦波交流の複素数表示(2) |
複素数平面上へ電圧・電流のフェーザを図示することができる。 RLC回路素子の電圧・電流の関係を複素数で示すことができる。
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4週 |
インピーダンスの接続 |
複素インピーダンスを示すことができる。
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5週 |
インピーダンスの接続(2) |
直列接続したインピーダンスを合成することができる。並列接続したインピーダンスを合成することができる。
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6週 |
アドミタンスの接続 |
複素アドミタンスを示すことができる。
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7週 |
アドミタンスの接続(2) |
直列接続したアドミタンスを合成することができる。並列接続したアドミタンスを合成することができる。
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
9週 |
直列接続と電圧分圧 |
直列に接続された複数のインピーダンスからなる回路について,各インピーダンスにかかる電圧を計算することができる。
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10週 |
直列接続と電圧分圧(2) |
直列に接続された複数のインピーダンスからなる回路について,各インピーダンスにかかる電圧を計算することができる。
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11週 |
並列接続と電流分流 |
並列に接続された複数のインピーダンスやアドミタンスからなる回路について,各アドミタンスに流れる電流を計算することができる。
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12週 |
並列接続と電流分流(2)
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並列に接続された複数のインピーダンスやアドミタンスからなる回路について,各アドミタンスに流れる電流を計算することができる。
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13週 |
基本回路における電圧と電流 |
抵抗,インダクタンス,静電容量からなる回路の電圧と電流の関係を複素数で示すことができる。
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14週 |
基本回路における電圧と電流(2) |
抵抗,インダクタンス,静電容量からなる回路の電圧と電流の関係を複素数で示すことができる。
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15週 |
電圧・電流の位相関係 |
電圧と電流の位相の関係から,適切な回路の条件を計算することができる。
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16週 |
期末試験 |
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分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。 | 3 | |
因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。 | 3 | |
分数式の加減乗除の計算ができる。 | 3 | |
実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。 | 3 | |
平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。 | 3 | |
複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。 | 3 | |
三角比を理解し、簡単な場合について、三角比を求めることができる。 | 3 | 前2 |
一般角の三角関数の値を求めることができる。 | 3 | 前2 |
角を弧度法で表現することができる。 | 3 | 前2,前11 |
三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | 前1,前2 |
加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。 | 3 | 前1 |
三角関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | 前1 |
オイラーの公式を用いて、複素数変数の指数関数の簡単な計算ができる。 | 3 | 前6 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 3 | 後5 |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | 後15 |
正弦波交流の特徴を説明し、周波数や位相などを計算できる。 | 3 | 前4 |
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前1,前3 |
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 3 | 前4,前5 |
R、L、C素子における正弦波電圧と電流の関係を説明できる。 | 3 | 前3,後4 |
瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 前4,後1 |
フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 前4,後2,後3,後13,後14,後15 |
インピーダンスとアドミタンスを説明し、これらを計算できる。 | 3 | 後5,後6,後7,後8 |
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 前12,前13,前14,前15 |
合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 後9,後10,後11,後12,後13 |