正弦波交流を記述するパラメータ(振幅,角周波数,初期位相)を理解し,必要に応じて平均値,実効値などの値に変換して,回路解析を行なうことができる.
(1)交流電流・電圧のフェーザ表示,複素数表示を用いて,回路解析を行なうことができる
(2)交流電力(皮相電力,有効電力,無効電力)の違いを理解し,回路解析により求めることができる.
概要:
1年生で学習した直流回路の定理や法則を基礎として,交流回路理論の基礎を学習する.上級学年での応用学習に備えるため,正弦波交流の扱い方(瞬時値,平均値,実効値,(角)周波数,位相)や回路に用いられる受動素子(抵抗,キャパシタ,コイル)の(角)周波数に対する性質や働きについて学習する.また,交流回路における電力(皮相電力,有効電力,無効電力)の考え方についても学習する.これらの現象を記述する方法として,ベクトル計算法(フェーザ法)と複素数計算による回路解析の手法を講義する.
授業の進め方・方法:
講義ノートを配布し教科書の内容を補足する形で講義を行う。
例題や練習問題を解くことで理解を深める。
定期試験前には前年度の試験問題の配布と解説を行う。
注意点:
1.試験や課題レポート等は、JABEE 、大学評価・学位授与機構、文部科学省の教育実施検査に使用することがあります。
2.授業参観される教員は当該授業が行われる少なくとも1週間前に教科目担当教員へ連絡してください。
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 |
基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。 | 3 | |
因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。 | 3 | |
分数式の加減乗除の計算ができる。 | 3 | |
実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。 | 3 | |
平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。 | 3 | |
複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。 | 3 | |
解の公式等を利用して、2次方程式を解くことができる。 | 3 | |
無理方程式・分数方程式を解くことができる。 | 3 | |
1次不等式や2次不等式を解くことができる。 | 3 | |
恒等式と方程式の違いを区別できる。 | 3 | |
2次関数の性質を理解し、グラフをかくことができ、最大値・最小値を求めることができる。 | 3 | |
分数関数や無理関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | |
指数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | |
対数の意味を理解し、対数を利用した計算ができる。 | 3 | |
対数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | |
対数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | |
簡単な場合について、円の方程式を求めることができる。 | 3 | |
行列の定義を理解し、行列の和・差・スカラーとの積、行列の積を求めることができる。 | 2 | |
行列式の定義および性質を理解し、基本的な行列式の値を求めることができる。 | 2 | |
合成変換や逆変換を表す行列を求めることができる。 | 2 | |
簡単な場合について、関数の極限を求めることができる。 | 3 | |
微分係数の意味や、導関数の定義を理解し、導関数を求めることができる。 | 3 | |
積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。 | 3 | |
三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。 | 3 | |
不定積分の定義を理解し、簡単な不定積分を求めることができる。 | 3 | |
自然科学 | 物理 | 電気 | オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | |
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | |
ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | 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。 | 2 | |
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 2 | |
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。 | 2 | |
瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 2 | |
フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 2 | |
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。 | 2 | |
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | |
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。 | 2 | |
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 2 | |
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 2 | |
網目電流法を用いて回路の計算ができる。 | 4 | |
テブナンの定理を回路の計算に用いることができる。 | 3 | |
電磁気 | 静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 3 | |
コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 3 | |