電気回路

科目基礎情報

学校 仙台高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 電気回路
科目番号 0052 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 知能エレクトロニクス工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 「解きながら学ぶ電気回路演習」、馬場、宮城 (朝倉書店)
担当教員 馬場 一隆

到達目標

・瞬時値,フェーザ,複素数表示を理解し,電気回路の計算に用いることができる。
・キルヒホッフの法則や重ねの理等の定理を理解し,電気回路の計算に用いることができる。
・共振回路や結合回路等を計算できる。

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瞬時値,フェーザ,複素数表示を理解し,電気回路の計算に用いることができる。瞬時値,フェーザ,複素数表示を理解している瞬時値,フェーザ,複素数表示を理解していない
評価項目2キルヒホッフの法則や重ねの理等の定理を司会し,電気回路の計算に用いることができる。キルヒホッフの法則や重ねの理等の定理を理解している。キルヒホッフの法則や重ねの理等の定理を理解していない。
評価項目3共振回路や結合回路等について理解し、電気回路の計算に用いることができる。共振回路や結合回路等について理解している。共振回路や結合回路等について理解していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

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。

授業計画

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。
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。
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。
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。
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。
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。
7週 中間試験
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。
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。
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。
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。
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。
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。
14週 総合演習
15週 期末試験
16週 答案返却と解答の解説

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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

評価割合

定期試験小テスト合計
総合評価割合8020100
専門的能力8020100