電気回路

科目基礎情報

学校	仙台高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	電気回路
科目番号	0214	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	情報システム工学科	対象学年	3
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	「続電気回路の基礎（第３版）」西巻正郎・下川博文・奥村万規子 共著（森北出版）
担当教員	武田 正則

到達目標

1. 交流回路に関して，各部の電圧・電流を各種の定理を駆使して自在に計算ができる。
2. 変圧器回路，回路の周波数，四端子回路，過渡現象などの取り扱いを理解し，計算することができる。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	正弦波交流回路計算の基礎力が十分に身についている。	正弦波交流回路計算の基礎力が概ね身についている。	正弦波交流回路計算の基礎力が身についていない。
評価項目2	結合回路，共振回路，四端子回路など，交流回路の展開力が十分に身についている。	結合回路，共振回路，四端子回路などについて，概ね理解している。	結合回路，共振回路，四端子回路などについて，理解していない。
評価項目3	過渡現象の原理と応用について，正しく理解している。	過渡現象の原理について，概ね理解している。	過渡現象の原理について，理解していない

教育方法等

概要:

正弦波交流回路の基本法則や諸定理を学習し，これらを用いた回路網解析法の習得を目的とする。電気回路は２年次からの継続として，２年間で完成する。基本的な回路の周波数特性，四端子回路，過渡現象などについても学習し，電気回路に関する知識，理解を深める。

授業の進め方・方法:

授業は毎回，前半を学習項目についての講義にあて，後半を回路計算法を習得するための演習にあてる。演習が終了しない場合は，宿題とし，期限を決めて提出させる。

注意点:

本科目は、電気回路基礎，プロジェクト実習，応用数学Ａ，などと関連する。２学年科目の微分積分Ⅱ，代数幾何，物理Ⅱの知識、特に，三角関数，対数，行列，微分・積分，複素数などの知識が必要である。４年の電磁気学Ａ，Ｂに継続されるので，基礎知識をしっかり身につけることが重要である。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス，交流回路の基礎	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。平均値と実効値を説明し，これらを計算できる。正弦波交流のフェーザ表示説明できる。Ｒ，Ｌ，Ｃ素子における正弦波交流電圧と電流の関係を説明できる。
		2週	交流回路要素の直列，並列	瞬時値，フェーザ表示，複素数表示を用いて，直列・並列接続の交流回路の計算に用いることができる。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週	２端子回路の直列接続，並列接続	瞬時値，フェーザ表示，複素数表示を用いて，より複雑な直並列接続の交流回路の計算に用いることができる。
		4週	交流回路の電力	交流回路で消費される有効電力，皮相電力，力率が説明でき，これらを計算できる。
		5週	Y-Δ変換，Δ-Y変換	交流回路網にY-Δ変換，Δ-Y変換を適用し，回路要素の電流・電圧を計算できる。
		6週	キルヒホッフの法則	交流回路網にキルヒホッフの法則を適用し，回路要素の電流・電圧を計算できる。
		7週	重ねの理	交流回路網に重ねの理を適用し，回路要素の電流・電圧を計算できる。
		8週	鳳・テブナンの定理	交流回路網に鳳・テブナンの定理を適用し，回路要素の電流・電圧を計算できる。
	2ndQ
		9週	交流回路網まとめ	複雑な交流回路網に諸定理を適用し，電流・電圧を自在に計算できる。
		10週	前期中間試験
		11週	前期中間試験の解説，交流回路の周波数特性第１回	簡単な回路についてその周波数特性を求めることができる。
		12週	交流回路の周波数特性第２回	ＲＬ，ＲＣ回路についてその周波数特性やフェーザ軌跡を求めることができる。
		13週	小テスト フィルタ回路第１回	簡単な低域通過フィルタを設計できる。
		14週	小テストの解説 フィルタ回路第２回	簡単な高域通過フィルタを設計できる。
		15週	前期末試験
		16週	前期末試験の解説 共振回路第１回	直列共振回路の計算ができ，フェーザ軌跡を求めることができる。
後期
	3rdQ
		1週	共振回路第２回	共振回路のふるまいについて理解し，共振周波数や半値幅，Ｑ値を計算できる。
		2週	誘導結合回路の基礎	電磁気学の現象論に基づき，相互誘導を説明できる。
		3週	誘導結合回路	相互誘導回路の計算ができる。
		4週	変圧器回路第１回	鉄心の有無による相互誘導回路の振舞を理解し，変圧器回路の計算ができる。
		5週	変圧器回路第２回	理想変圧器を説明し，計算できる。
		6週	四端子回路第１回	種々の回路について、アドミタンス行列（Y行列），インピーダンス行列（Z行列），縦続行列（F行列）を求める事ができる。
		7週	四端子回路第２回	２つの四端子回路を並列接続，直列接続して構成された回路全体のY，Z行列を求めることができる。
		8週	四端子回路第３回	２つの四端子回路を縦続接続して構成された回路全体のF行列を求めることができる。
	4thQ
		9週	後期中間試験
		10週	後期中間試験の解説
		11週	四端子回路第４回	四端子回路を等価なインピーダンスとして扱うことができる。また，回路の双対性を利用して，回路の電圧・電流を求めることができる。
		12週	過渡現象第１回	ＲＬ直列回路やＲＣ直列回路等の単エネルギー回路の直流応答を計算し，過渡応答の特徴を説明できる。
		13週	過渡現象第２回	過渡応答の時定数を計算できる。
		14週	過渡現象第３回	パルス波形の微分・積分の計算および作図ができる。
		15週	学年末試験
		16週	学年末試験の解説

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	75	0	0	0	0	25	100
基礎的能力	50	0	0	0	0	15	65
専門的能力	25	0	0	0	0	10	35
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0