電気回路Ⅰ

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 電気回路Ⅰ
科目番号 0048 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電気電子システム工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 例題と演習で学ぶ 電気回路,服藤憲司 森北出版
担当教員 豊島 晋

到達目標

①RC回路の過渡現象を理解し,微分回路や積分回路に応用できる.
②回路解析に関する各種理論を理解し,ツールとして正しく使うことができる.
③正弦波交流の複素数表現を理解し,複素数を用いた各種交流回路の解析ができる.
④複素数を用いて交流電力の計算ができる.
⑤複素数を用いて三相交流回路の解析ができる.

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
RC回路の過渡現象RC回路の過渡現象の内容を理解し、応用できる。RC回路の過渡現象の内容を理解している。RC回路の過渡現象の内容を理解していない。
複素数と交流回路複素数と交流回路の内容を理解し、応用できる。複素数と交流回路の内容を理解している。複素数と交流回路の内容を理解していない。
交流電力交流電力の内容を理解し、応用できる。交流電力の内容を理解している。交流電力の内容を理解していない。
交流回路の周波数特性交流回路の周波数特性の内容を理解し、応用できる。交流回路の周波数特性の内容を理解している。交流回路の周波数特性の内容を理解していない。
共振回路共振回路の内容を理解し、応用できる。共振回路の内容を理解している。共振回路の内容を理解していない。
交流回路の回路網解析交流回路の回路網解析の内容を理解し、応用できる。交流回路の回路網解析の内容を理解している。交流回路の回路網解析の内容を理解していない。
電磁誘導結合回路の解析電磁誘導結合回路の解析の内容を理解し、応用できる。電磁誘導結合回路の解析の内容を理解している。電磁誘導結合回路の解析の内容を理解していない。
三相交流三相交流の内容を理解し、応用できる。三相交流の内容を理解している。三相交流の内容を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
RC回路の過渡現象,回路網に関する各種理論,複素数を用いた各種交流回路の解析法,交流電力や三相交流回路の解析法について,演習を交えながら学習する.
授業の進め方・方法:
中間試験は50分の試験を実施する.期末試験は50分の試験を実施する.
定期試験の成績を80%,演習の取り組み状況などを20%として総合的に評価し,60点以上を合格とする.
注意点:
授業は講義と演習を並行して実施する.演習問題には積極的に取り組むこと.
電気における回路関係の基礎科目であるので,内容を確実に理解すること.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 RC回路の過渡現象① RC回路の充放電現象,過渡現象の定式化
2週 RC回路の過渡現象② RC積分回路,RC微分回路
3週 複素数と交流回路① 複素数とフェーザ表示,複素数の基本演算
4週 複素数と交流回路② オイラーの公式,複素数の指数関数表示
5週 複素数と交流回路③ RLC直列回路・並列回路の複素数による解法
6週 複素数と交流回路④ 直並列回路の複素数による解法
7週 総合演習・中間試験 総合演習・中間試験
8週 交流電力① 複素数表示による交流電力の表現
2ndQ
9週 交流電力② 最大電力供給条件,インピーダンスマッチング
10週 交流電力③ 力率補正,交流電力の計測法
11週 交流回路の周波数特性① 直列回路の周波数特性,インピーダンス軌跡
12週 交流回路の周波数特性➁ 並列回路の周波数特性,アドミタンス軌跡
13週 直列共振回路の特性 共振特性とQ値
14週 並列共振回路の特性 反共振特性と巻線抵抗を考慮した並列共振
15週 前期の学習のまとめ 前期の学習内容の総括と後期の学習内容の把握
16週
後期
3rdQ
1週 交流回路の回路網解析① 電圧源回路と電流源回路
2週 交流回路の回路網解析➁ 枝電流解析,網目電流解析
3週 交流回路の回路網解析➂ 重ねの理による解析
4週 交流回路の回路網解析④ テブナンの定理による解析
5週 交流回路の回路網解析➄ 節点電位解析
6週 交流回路の回路網解析⑥ 各種交流回路解析の総合演習
7週 総合演習・中間試験 総合演習・中間試験
8週 電磁誘導結合回路の解析① 和動結合,差動結合,相互インダクタンス
4thQ
9週 電磁誘導結合回路の解析➁ 誘導結合回路の考え方,解析方法
10週 電磁誘導結合回路の解析➂ 誘導結合回路の考え方,解析方法
11週 三相交流① 三相交流の複素数表示
12週 三相交流② Y-Y結線回路の解法
13週 三相交流③ Δ-Δ結線回路の解法
14週 三相交流④ Y-Δ・Δ-Yの相互変換,三相交流回路の電力
15週 後期の学習のまとめ 後期の学習内容の総括と上級学年の学習内容の把握
16週

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前1,前2,前3
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。4前1,前2,前3,前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前3,前6,後1,後6
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前3,前5,前6
ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。4前3,前6,後1,後6
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。4前6,前8,前9,前10
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前3,前4
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。4前3,前4
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。4前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。4前3,前4,前5,前6
瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。4前3,前4
フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。4前3,前4,前5,前6
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。4前3,前4,前5,前6
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前3,前4,前5,前6,後1,後2,後11,後12,後13,後14
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前3,前5,後11,後12,後13,後14
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。4前13,前14
相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。4後8,後9,後10
理想変成器を説明できる。1後10
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。4前8,前9,前10,後14
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。1前1,前2
重ねの理を用いて、回路の計算ができる。4後3,後6
網目電流法を用いて回路の計算ができる。4後2,後6
節点電位法を用いて回路の計算ができる。4後5,後6
テブナンの定理を回路の計算に用いることができる。4後4,後6

評価割合

試験演習の取り組み相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80200000100
基礎的能力4010000050
専門的能力3010000040
分野横断的能力100000010