電気回路Ⅲ

科目基礎情報

学校	小山工業高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	電気回路Ⅲ
科目番号	0110	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	電気電子創造工学科	対象学年	4
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	遠藤勲、鈴木靖：電気回路Ⅱ、コロナ社（１９９９）
担当教員	渡邉 達男

到達目標

１．非正弦周期波を説明でき、フーリエ級数を用いて、非正弦交流回路を説明、解析でき、これに関する演習問題を解くことができる。
２．非周期波を説明でき、フーリエ解析を用いて、線形回路の応答を説明、解析ができ、これに関する演習問題を解くことができる。
３．過渡現象の概念を説明でき, 古典的方法で直流および交流回路の過渡現象を説明、解析ができ、これに関する演習問題を解くことができる。
４．ラプラス変換、変換回路法を用いて直流および交流回路の過渡現象を説明、解析ができ、これに関する演習問題を解くことができる。

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	非正弦周期波を明確に説明でき、フーリエ級数を用いて、直流および交流回路の複雑かつ応用的な非正弦交流回路を説明、解析でき、これに関する演習問題を正確に解くことができる。	非正弦周期波を説明でき、フーリエ級数を用いて、直流および交流回路の標準的な非正弦交流回路を説明、解析でき、これに関する演習問題を正確に解くことができる。	非正弦周期波を説明できず、フーリエ級数を用いて、直流および交流回路の標準的な非正弦交流回路を説明、解析できず、これに関する演習問題を解くことができない。
評価項目２	非周期波を明確に説明でき、フーリエ解析を用いて、複雑かつ応用的な線形回路の応答を説明、解析でき、これに関する演習問題を正確に解くことができる。	非周期波を説明でき、フーリエ解析を用いて、標準的な線形回路の応答を説明、解析でき、これに関する演習問題を正確に解くことができる。	非周期波を説明できず、フーリエ解析を用いて、標準的な線形回路の応答を説明、解析できず、これに関する演習問題を正確に解くことができない。
評価項目３	過渡現象の概念を明確に説明でき, 古典的方法で、直流および交流回路の複雑かつ応用的な過渡現象を説明、解析でき、これに関する演習問題を正確に解くことができる。	過渡現象の概念を説明でき, 古典的方法で、直流および交流回路の標準的な過渡現象を説明、解析でき、これに関する演習問題を正確に解くことができる。	過渡現象の概念を説明できず, 古典的方法で、直流および交流回路の標準的な過渡現象を説明、解析できず、これに関する演習問題を正確に解くことができない。
評価項目４	ラプラス変換、変換回路法を用いて、直流および交流回路の複雑かつ応用的な過渡現象を説明、解析でき、これに関する演習問題を正確に解くことができる。	ラプラス変換、変換回路法を用いて、直流および交流回路の標準的な過渡現象を説明、解析でき、これに関する演習問題を正確に解くことができる。	ラプラス変換、変換回路法を用いて、直流および交流回路の標準的な過渡現象を説明、解析できず、これに関する演習問題を正確に解くことができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 ③ （自然科学・数学・英語・専門基礎科目の学力向上）

学習・教育到達度目標 ④ （高度な専門知識と問題解決能力の育成）

JABEE (A) （科学と工学の専門知識）

JABEE (C) （数学と自然科学）

JABEE (d-1) （専門工学）

JABEE (g) （自主性・継続性）

教育方法等

概要:

電気回路の応用として、非正弦周期波（ひずみ波交流）および非周期波を印加した時の、回路解析の基礎を学ぶ。フーリエ級数、フーリエ解析を用いて、周波数領域での解析を行う。
実際の回路を扱うのに重要な、過渡現象を学ぶ。概念、古典的解法、ラプラス変換を用いた解法を学ぶ。電気回路の記号法に対応する、変換回路法による解析を学ぶ。

授業の進め方・方法:

１．主に教科書を用いて、黒板による講義形式で行う（コロナ禍のためパワーポイントで行う場合もある）。
２．教科書で足りない部分は適宜プリントを配布し補う。
３．演習を適時行う。
４．教科書は３年生で用いた電気回路Ⅱの教科書で、まだ説明していない部分を説明する。
５．変換回路法の教科書で詳しく書かれたものは、現在日本で出版されていないので、プリントを用いて講義を行う。
６．適宜演習問題を宿題として出題し、レポートを提出してもらう。
７．毎回自学自習した内容をレポートとして提出してもらう。

注意点:

前半はフーリエ級数、フーリエ解析を用いた、非正弦波、非周期波の応答を学ぶ。フーリエ級数、フーリエ解析は多くの積分を解く必要があるので注意。
後半の過渡現象は、電気回路を一通り学んだ学生に対して、現実の回路で起こる現象の解析方法を説明する。
授業だけではなく、自学自習も十分に行う必要がある。

授業の属性・履修上の区分

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	ガイダンス、基本的電気回路の復習	本講義全体像を理解する。電気回路の復習
		2週	フーリエ級数１、フーリエ級数展開	フーリエ級数展開を理解し説明できる、フーリエ級数展開を計算できる。
		3週	フーリエ級数２、特殊波形のフーリエ級数展開	特殊波形のフーリエ級数展開を理解し説明できる。特殊波形のフーリエ級数展開が計算できる。
		4週	非正弦周期波との実効値、ひずみ律、電力	非正弦周期波の実効値、ひずみ律、回路に印加した時の電力を理解し説明できる。標準的演習問題を解くことができる。
		5週	非周期波とスペクトル、フーリエ変換	非周期波とスペクトル、フーリエ変換の概念を理解し説明できる。それらを計算できる。標準的演習問題を解くことができる。
		6週	インパルス関数、特殊な波形のフーリエ変換	インパルス関数、特殊な波形のフーリエ変換の概念を理解し説明できる。標準的演習問題を解くことができる。
		7週	線形回路の応答、試験説明。	線形回路の応答の概念を理解し説明できる。標準的演習問題を解くことができる。
		8週	中間試験	これまでの範囲を理解する。
	4thQ
		9週	中間試験解説	試験問題を理解する
		10週	過渡現象とは、古典的方法、微分方程式の解法、初期条件、演習	過渡現象の概念を理解し説明できる。解法の種類、微分方程式の解法、初期条件の概念を理解し、説明できる。
		11週	直流回路の過渡現象、RL、RC回路、演習	古典的方法により、直流RL回路、直流RC回路の過渡現象を理解し、説明できる、標準的演習問題を解くことができる。
		12週	交流回路の過渡現象、RL、RC回路、演習	古典的方法により、交流RL回路、交流RC回路の過渡現象を理解し、説明できる、標準的演習問題を解くことができる。
		13週	ラプラス変換を用いた解法、演習	ラプラス変換を用いた、過渡現象の解法を説明できる。ラプラス変換法の標準的な解法を説明できる。標準的演習問題を解くことができる。
		14週	変換回路法を用いた解法１、演習	変換回路法による過渡現象の解法を説明できる。標準的問題の変換回路法による解法を説明できる。標準的演習問題を解くことができる。
		15週	変換回路法を用いた解法２、定期試験説明	変換回路法を用いた、複雑な回路の過渡現象の演習問題を解くことができる。定期試験の説明。
		16週	定期試験	これまでの範囲を理解する。

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	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

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	70	0	0	0	0	30	100
基礎的能力	10	0	0	0	0	0	10
専門的能力	60	0	0	0	0	30	90
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0