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 |