到達目標
１．微分方程式を用いて、電気回路の過渡応答を計算できること。
２．Laplace変換を用いて、電気回路の過渡応答を計算できること。
３．電気回路の過渡応答の特徴を説明できること。
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 |
| 1 微分方程式による解法 | 過渡応答について微分方程式を用いて計算できる。 | 基本的な過渡応答について微分方程式を用いて計算できる。 | 過渡応答について微分方程式を用いて計算できない。 |
| 2 Laplace変換による解法 | 過渡応答についてLaplace変換を用いて計算できる。 | 基本的な過渡応答についてLaplace変換を用いて計算できる。 | 過渡応答についてLaplace変換を用いて計算できない。 |
| 3 過渡応答 | 電気回路の過渡応答についてその特徴を理解し説明できる。 | 電気回路の過渡応答についてその特徴を理解しする。 | 電気回路の過渡応答についてその特徴を理解し説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 (A)(イ)
説明
閉じる
学習・教育到達度目標 (B)(ロ)
説明
閉じる
教育方法等
概要:
微分方程式とLaplace変換を用いて、電気回路の過渡応答を解析し、回路の特徴を解説する。
授業の進め方・方法:
注意点:
「応用数学 I」と「電子情報応用数学」を受講しておくこと。
電気回路の知識、線形微分方程式の解法、Laplace変換を習得していることを前提として講義はスタートすることに要注意。講義ノートの内容を見直し、講義に関係する例題・演習問題を解いておくこと。講義で示した次回予定の部分を予習しておくこと。
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
過渡応答とは |
過渡応答の概要をつかみ、抵抗、インダクタ、キャパシタにおいて成立する基本式を説明できる。
|
| 2週 |
RL回路の直流応答（１） |
RL回路の直流応答を微分方程式を用いて計算できる。
|
| 3週 |
RL回路の直流応答（２） |
RL回路の直流応答の特徴を説明できる。
|
| 4週 |
RC回路の直流応答（１） |
RC回路の直流応答を微分方程式を用いて計算できる。
|
| 5週 |
RC回路の直流応答（２） |
RC回路の直流応答の特徴を説明できる。
|
| 6週 |
単エネルギー回路の直流応答 |
単エネルギー回路の直流応答を微分方程式を用いて計算できる。
|
| 7週 |
（中間試験） |
|
| 8週 |
RL回路の交流応答 |
RL回路の交流応答を微分方程式を用いて計算し、その応答の特徴を説明できる。
|
| 2ndQ |
| 9週 |
RC回路の交流応答 |
RC回路の交流応答を微分方程式を用いて計算し、その応答の特徴を説明できる。
|
| 10週 |
RLC回路の直流応答（１） |
RLC回路の直流応答を微分方程式を用いて計算できる。
|
| 11週 |
RLC回路の直流応答（２） |
RLC回路の直流応答の特徴を説明できる。
|
| 12週 |
複エネルギー回路の直流応答 |
複エネルギー回路の直流応答を微分方程式を用いて計算できる。
|
| 13週 |
RLC回路の交流応答 |
RLC回路の交流応答を微分方程式を用いて計算できる。
|
| 14週 |
回路の状態方程式 |
回路方程式の状態方程式表現を学ぶ。
|
| 15週 |
（期末試験） |
|
| 16週 |
総復習 |
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
Laplace変換 |
Laplace変換について理解する。
|
| 2週 |
Laplace変換の回路解析への応用 |
Laplace変換を用いた回路解析の概要を理解する。
|
| 3週 |
各種関数のLaplace変換 |
回路解析で用いる各種関数のLaplace変換について理解する。
|
| 4週 |
微分・積分のLaplace変換 |
微分および積分のLaplace変換について理解する。
|
| 5週 |
Laplace変換による回路方程式 |
微分方程式をLaplace変換することにより回路方程式を立てる方法を理解する。
|
| 6週 |
Laplace逆変換と部分分数展開 |
Laplace逆変換のための部分分数展開について理解する。
|
| 7週 |
（中間試験） |
|
| 8週 |
Laplace変換と回路方程式 |
Laplace変換を回路素子に適用して回路方程式を立てる方法を理解する。
|
| 4thQ |
| 9週 |
Laplace変換を用いた単エネルギー回路の直流応答解析 |
Laplace変換を用いた単エネルギー回路の直流応答を計算できる。
|
| 10週 |
Laplace変換を用いた単エネルギー回路の交流応答解析 |
Laplace変換を用いた単エネルギー回路の交流応答を計算できる。
|
| 11週 |
Laplace変換を用いた複エネルギー回路の直流応答解析 |
Laplace変換を用いた複エネルギー回路の直流応答を計算できる。
|
| 12週 |
Laplace変換を用いた複エネルギー回路の交流応答解析 |
Laplace変換を用いた複エネルギー回路の交流応答を計算できる。
|
| 13週 |
電気回路とグラフ理論 |
回路網とグラフ理論との関係を関係を学ぶ。
|
| 14週 |
グラフ理論を用いた回路解析 |
グラフ理論を用いた回路解析手法について学ぶ。
|
| 15週 |
（期末試験） |
|
| 16週 |
総復習 |
|
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |