概要:
基礎的な電気回路の修得を目指して、交流を中心に共振回路、交流電力、相互誘導について、演習を交えて学習する。また一般的な回路に関する諸定理など電気回路Ⅰの内容を含む総合的な学習を行う。
授業の進め方・方法:
注意点:
演習を中心に交流回路の総合的な学習をするので、電気回路Ⅰをよく理解しておくこと。また数学的背景として、複素数、三角関数、行列の取り扱いを自主学習すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業についての説明
学習範囲についての概要説明 |
学習範囲について、学ぶ意義を理解する。
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| 2週 |
キルヒホッフの法則の復習I
・枝路電流法
・網目電流法 |
枝路電流法、網目電流法を用いて回路解析ができる。
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| 3週 |
キルヒホッフの法則の復習II
・節点解析
・演習 |
枝路電流法、網目電流法、節点解析を適切に選択し、回路解析ができる。
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| 4週 |
複素数を用いた交流回路の解法I
・三角関数と複素数、フェーザ表示の対応
・複素数で表した回路要素のV-I特性 |
三角関数、複素数、フェーザ表示の関係を理解し、互いに変換できる。複素数で表した回路要素のV-I特性について理解する。
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| 5週 |
複素数を用いた交流回路の解法II
・インピーダンスを用いた回路計算 |
インピーダンス、及びキルヒホッフの法則を用いて回路解析を行える。
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| 6週 |
複素数を用いた交流回路の解法III
・アドミタンスを用いた回路計算 |
アドミタンス、及びキルヒホッフの法則を用いて回路解析を行える。
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| 7週 |
複素数を用いた交流回路の解法VI
・インピーダンスとアドミタンスを用いた回路計算 |
インピーダンスとアドミタンスを適切に利用し、回路解析を行える。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
交流電力I
・有効電力、無効電力、皮相電力、力率の理解、計算 |
正弦波交流の有効電力、無効電力、皮相電力、力率を理解し、計算できる。
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| 10週 |
交流電力II
・力率の改善
・供給電力最大条件の計算 |
交流回路の力率の改善について理解し、計算できる。
供給電力最大条件について計算できる。
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| 11週 |
相互誘導I
・相互誘導電圧の大きさ、方向の計算
・相互誘導電圧を用いた回路の解析 |
相互誘導回路について理解し、相互誘導電圧の大きさと方向を計算できる。相互誘導電圧を用いて回路解析を行える。
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| 12週 |
相互誘導II
・相互誘導回路の等価回路、及び等価回路を用いた回路解析
・理想変圧器を用いたインピーダンス変換 |
相互誘導回路の等価回路を求められる。等価回路を用いた相互誘導回路の解析を行える。
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| 13週 |
共振回路I
・RLC直列共振回路の共振周波数、電圧増幅率、Q値 |
RLC直列共振回路の共振周波数、電圧増幅率、Q値について理解し、計算できる。
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| 14週 |
共振回路II
・RLC並列共振回路の共振周波数、電流増幅率、Q値 |
RLC並列共振回路の共振周波数、電圧増幅率、Q値について理解し、計算できる。
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| 15週 |
学習のまとめ |
本科目で学んだ内容について再確認する。
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| 16週 |
期末試験 |
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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。 | 3 | 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。 | 3 | 前2,前3 |
| キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | 前2,前3 |
| 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。 | 3 | 前2,前3 |
| 重ねの理を説明し、直流回路の計算に用いることができる。 | 3 | 前2,前3 |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 3 | 前2,前3 |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 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。 | 3 | 前4,前5 |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前4,前5 |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 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。 | 3 | 前4,前5 |
| 瞬時値を用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 3 | 前4,前5 |
| フェーザを用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 3 | 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。 | 3 | 前5,前6,前7 |
| 正弦波交流の複素表示を説明し、これを交流回路の計算に用いることができる。 | 3 | 前5,前6,前7 |
| キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 前5,前6,前7 |
| 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。 | 3 | 前5,前6,前7 |
| 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。 | 3 | 前5,前6,前7 |
| 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。 | 3 | 前5,前6,前7 |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 3 | 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。 | 3 | 前11,前12 |
| 理想変成器を説明できる。 | 3 | 前11,前12 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前9 |