概要:
2学年で学習した「電気回路基礎」の知識をベースに,交流回路網と等価回路の解析,交流回路の電力,交流回路のキルヒホッフの法則,重ね合わせの理,鳳・テブナンの定理を学習する。さらに,進んだトピックスとして交流回路の周波数特性,フィルタ回路,共振回路,双対回路,誘導結合回路,過渡現象,四端子回路などについて学習する。
授業の進め方・方法:
基本的に講義を中心に授業を進め、授業の要所要所で小テストを実施する。
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を修得する。
注意点:
本科目は,電気回路基礎,回路工学,電子回路基礎と関連しており,プロジェクト実習,知能エレクトロニクス基礎実験と連携している。
学習するに当たって,2学年の電気回路基礎で学んだ内容については,完全に理解しておくことが必要である。授業は,2冊の教科書の内容に基づき,板書を中心にして進めるので,しっかりノートをとることが大切である。また,授業中に実施する小テストについては,しっかり復習して解法を十分に理解することが重要である。
自学自習として,授業中に示す例題とその解法について復習するとともに,小テストで誤った解答をした部分については,配布した解答例を参考に再度問題を解いて十分に理解すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
簡単な交流回路の計算1 |
瞬時値を用いて,簡単な交流回路の計算ができる。フェーザを用いて,簡単な交流回路の計算ができる。正弦波交流の複素数表示を説明し,これらを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でき,これらを計算できる。
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2週 |
簡単な交流回路の計算2 |
瞬時値を用いて,簡単な交流回路の計算ができる。フェーザを用いて,簡単な交流回路の計算ができる。正弦波交流の複素数表示を説明し,これらを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でき,これらを計算できる。
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3週 |
交流電力 |
交流電力と力率を説明し,これらを計算できる。
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4週 |
交流回路網の計算 |
キルヒホッフの法則を説明し,交流回路の計算に用いることができる。合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を説明し,これらを交流回路の計算に用いることができる。網目電流法や節点電位法を用いて交流回路の計算ができる。重ねの理やテブナンの定理等を説明し,これらを交流回路の計算に用いることができる。
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5週 |
結合回路1 |
相互誘導を説明し,相互誘導回路の計算ができる。理想変圧器を説明できる。
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6週 |
結合回路2 |
相互誘導を説明し,相互誘導回路の計算ができる。理想変圧器を説明できる。
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7週 |
中間試験 |
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8週 |
交流回路の周波数特性1 |
低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。
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2ndQ |
9週 |
交流回路の周波数特性2 |
低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。
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10週 |
交流回路の周波数特性3 |
低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。
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11週 |
四端子回路1 |
Z行列、Y行列、K行列を用いて、回路網の計算ができる。
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12週 |
四端子回路2 |
Z行列、Y行列、K行列を用いて、回路網の計算ができる。
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13週 |
四端子回路3 |
Z行列、Y行列、K行列を用いて、回路網の計算ができる。
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14週 |
総合演習 |
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15週 |
期末試験 |
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16週 |
答案返却と解答の解説 |
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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 |
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。 | 4 | |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 4 | |
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 4 | |
合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。 | 4 | |
ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 4 | |
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
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 | |
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 4 | |
相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 4 | |
理想変成器を説明できる。 | 4 | |
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
RLC直列回路等の複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。 | 4 | |
重ねの理を用いて、回路の計算ができる。 | 4 | |
網目電流法を用いて回路の計算ができる。 | 4 | |
節点電位法を用いて回路の計算ができる。 | 2 | |
テブナンの定理を回路の計算に用いることができる。 | 4 | |
電磁気 | 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 4 | |
計測 | 倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法について説明できる。 | 4 | |
電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 4 | |
ブリッジ回路を用いたインピーダンスの測定原理を説明できる。 | 4 | |