電気回路Ⅱ

科目基礎情報

学校	富山高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	電気回路Ⅱ
科目番号	0103	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電気制御システム工学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	「基礎からの過渡現象 」，柴田尚志 著，森北出版株式会社　／　「基礎からの交流理論」，小郷寛，小亀英己，石亀篤司，電気学会
担当教員	古川 裕人

到達目標

(1) 電気回路の過渡現象の物理的意味を説明できる．
(2) 微分方程式およびラプラス変換を用いた過渡現象の計算ができる．
(3) システム関数を用いて回路の時間応答を求めることができる．

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	電気回路の過渡現象の物理的意味を正しく説明できる．	電気回路の過渡現象の物理的意味を説明できる．	電気回路の過渡現象の物理的意味を説明できない．
評価項目2	微分方程式およびラプラス変換を用いた過渡現象の計算が正しくできる．	微分方程式およびラプラス変換を用いた過渡現象の計算ができる．	微分方程式およびラプラス変換を用いた過渡現象の計算ができない．
評価項目3	システム関数を用いて回路の時間応答を正しく求めることができる．	システム関数を用いて回路の時間応答を求めることができる．	システム関数を用いて回路の時間応答を求めることができない．

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-2 （設計・システム，情報・論理，材料・バイオ，力学，社会技術に関する基礎知識を理解し，簡単に説明することができる。）

JABEE 1(2)(d)(1) （専門工学（工学（融合複合・新領域）における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする）の知識と能力）

JABEE 1(2)(d)(2) （いくつかの工学の基礎的な知識・技術を駆使して実験を計画・遂行し、データを正確に解析し、工学的に考察し、かつ説明・説得する能力）

JABEE 2.1(1) （基礎工学として、①設計・システム系科目群、②情報・論理系科目群、③材料・バイオ系科目群、④力学系科目群、⑤社会技術系科目群の５群からなり、各群から少なくとも１科目、合計最低６科目を含むこと。）

ディプロマポリシー DP2 （電気⼯学，電⼦⼯学，情報⼯学の専⾨基盤知識を修得し，実験・実習および演習・実技を通してその知識をものづくり，創造的技術開発に応⽤・実践できる）

教育方法等

概要:

過渡状態における電気回路の電圧および電流の求め方を習得する．最初に微分方程式を用いて回路状態の記述および一般的な解法について学習した後，ヘビサイドの演算子法に基づくラプラス変換・逆変換を用いた回路解析法を説明し，複雑な回路の過渡解析に有効な方法であることを学習する．

授業の進め方・方法:

講義および演習をおこなう．適宜，課題演習に時間を充てる．
事前に行う準備学習：講義の復習および予習を行ってから授業に臨むこと．

注意点:

学修単位のため，６０時間相当の授業外学習が必要である．
授業外学習・事前：授業内容を予習しておく．
授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く．課題については，レポートとして評価する．
授業の板書内容をノートに書き写すだけの理解にとどまらず，多くの問題演習を自らの手で解き，理解する努力をしてもらいたい．
授業計画は，学生の理解度に応じて変更する場合がある．
本科目では，60点以上の評価で単位を認定する．評価が60点に満たない者は，願い出により追認試験を受けることができる．追認試験の結果，単位の修得が認められた者にあっては，その評価を60点とする．

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
前期
	1stQ
		1週	単エネルギー回路の過渡現象	ＲＬ直列回路およびＲＣ直列回路の過渡現象，時定数，定係数線形１階常微分方程式を用いた回路方程式について理解する．
		2週	複エネルギー回路の過渡現象	ＲＬＣ直列回路の過渡現象，定係数線形２階常微分方程式を用いた回路方程式について理解する．
		3週	複エネルギー回路の過渡現象	ＲＬＣ直列回路の交流過渡現象について理解する．
		4週	ラプラス変換	ラプラス変換則，単位ステップ関数，単位インパルス関数について理解する．
		5週	ラプラス変換を用いた過渡現象解析	部分分数分解，未定係数比較法，ラプラス逆変換について理解する．
		6週	ラプラス変換を用いた過渡現象解析	Ｓ回路法を用いたＲＬ直並列回路およびＲＣ直並列回路の過渡現象について理解する．
		7週	演習	抵抗，コイルおよびコンデンサから構成される電気回路の過渡現象の考え方を理解する．
		8週	中間試験	電気回路の過渡現象に関する基本的な事項の確認およびラプラス変換・逆変換を用いた過渡現象の計算問題
	2ndQ
		9週	中間試験の解答および解説	中間試験の解答および試験問題の補題演習
		10週	複雑な回路の過渡現象例	構造時変回路の過渡現象，初期値定理，最終値定理について理解する．
		11週	電圧源回路および電流源回路の過渡現象	等価電圧源，等価電流源，網目法，節点解析法について理解する．
		12週	任意時間関数波形のラプラス変換	単一矩形波，単一三角波および周期パルス波形のラプラス変換について理解する．
		13週	交流過渡現象	RL回路，RC回路およびRLC回路の交流過渡現象について理解する．
		14週	回路の応答	システム関数，インパルス応答，ステップ応答について理解する．
		15週	演習	やや複雑な電気回路の過渡現象および回路の応答の計算方法を理解する．
		16週	期末試験	ラプラス変換を用いた任意の時間関数入力に対する電気回路の過渡現象に関する問題

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	前1
				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	前2,前3

評価割合

	試験	課題演習	合計
総合評価割合	70	30	100
基礎的能力	70	30	100
専門的能力	0	0	0