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。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
シラバスの説明，直流回路の復習，正弦波交流と周期について説明できる
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| 2週 |
正弦波の扱い（１） |
角周波数と位相および位相差，三角関数との対応について説明できる
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| 3週 |
正弦波の扱い（２） |
正弦波交流の大きさと実効値の考え方について説明できる
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| 4週 |
回路素子（１） |
交流回路に用いられる受動素子（抵抗，キャパシタ，コイル）について説明できる
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| 5週 |
抵抗とコイル及び抵抗とキャパシタ |
R-L回路，R-C回路について説明できる
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| 6週 |
複素数とフェーザ表示の対応 |
複素数とフェーザ表示について説明できる
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| 7週 |
総合演習（１） |
演習(正弦波と受動素子について)で扱った内容を説明できる
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| 8週 |
インピーダンスとアドミタンス |
インピーダンスとアドミタンスについて説明できる
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| 2ndQ |
| 9週 |
交流回路の計算（１） |
インダクタンス回路，キャパシタンス回路について説明できる
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| 10週 |
交流回路の計算（２） |
R−L直列回路，R−C直列回路，インピーダンスを用いた計算について説明できる
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| 11週 |
交流回路の計算（３） |
R−L並列回路，R−C直列回路，アドミタンスを用いた計算について説明できる
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| 12週 |
交流回路の計算（４） |
各種回路素子の直並列回路の計算について説明できる
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| 13週 |
総合演習（２） |
演習(複素数と座標について)で扱った内容を説明できる
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| 14週 |
総合演習（３） |
演習(インピーダンスとアドミタンスについて)で扱った内容を説明できる
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| 15週 |
前期まとめ |
正弦波：振幅，角周波数，位相，瞬時値，実効値，フェーザ表示と複素数について説明できる
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
自己インダクタンスと相互インダクタンス |
自己インダクタンスと相互インダクタンスについて説明できる
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| 2週 |
相互インダクタンスで結合された回路 |
相互インダクタンスで結合された回路について説明できる
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| 3週 |
相互インダクタンスを含む回路の計算 |
相互インダクタンスを含む回路の計算
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| 4週 |
交流ブリッジの平衡条件と解析 |
交流ブリッジの平衡条件と解析について説明できる
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| 5週 |
鳳テブナンの定理と等価回路 |
鳳テブナンの定理と等価回路について説明できる
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| 6週 |
交流の電力（瞬時電力と平均電力）と力率 |
交流の電力（瞬時電力と平均電力）と力率について説明できる
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| 7週 |
総合演習（４） |
演習(ブリッジと交流電力)で扱った内容を説明できる
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| 8週 |
ベクトル軌跡（１） |
虚数部が一定の場合，実数部が一定の場合，周波数特性について説明できる
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| 4thQ |
| 9週 |
ベクトル軌跡（２） |
アドミタンス（インピーダンスの逆数）の軌跡について説明できる
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| 10週 |
直列共振 |
共振周波数とアドミタンスについて説明できる
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| 11週 |
回路素子のQと共振のQについて |
素子の質と共振の鋭さについて説明できる
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| 12週 |
総合演習（５） |
演習(相互インダクタンスについて)で扱った内容を説明できる
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| 13週 |
総合演習（６） |
演習(ベクトル軌跡について)で扱った内容を説明できる
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| 14週 |
総合演習（７） |
演習(直列共振について)で扱った内容を説明できる
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| 15週 |
総括 |
一年間の内容を説明できる
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| 16週 |
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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 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前14 |
| 分数式の加減乗除の計算ができる。 | 3 | 前1 |
| 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 | 前6 |
| 平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。 | 3 | 前11 |
| 複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 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 | 前14 |
| 無理方程式・分数方程式を解くことができる。 | 3 | 後9 |
| 1次不等式や2次不等式を解くことができる。 | 3 | 前14 |
| 恒等式と方程式の違いを区別できる。 | 3 | 後4 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前14 |
| 指数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | 後14 |
| 対数の意味を理解し、対数を利用した計算ができる。 | 3 | 後11,後14 |
| 対数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | 後14 |
| 対数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | 後14 |
| 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 | 後9 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前1 |
| 合成変換や逆変換を表す行列を求めることができる。 | 2 | 前1 |
| 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 | 前15 |
| 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 | 前15 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前8 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前1 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 前1 |
| 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 | 前2 |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 4 | 前3 |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 2 | 前6 |
| 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 | 前4,前5,前8 |
| 瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 2 | 前9 |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 2 | 前12 |
| 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 | 前8,前10,前11 |
| 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 | 前14 |
| 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 | 前14 |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 2 | 後10,後11,後14 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 2 | 後6,後7 |
| 網目電流法を用いて回路の計算ができる。 | 4 | 前1 |
| テブナンの定理を回路の計算に用いることができる。 | 3 | 前1 |
| 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 | 前4 |
| 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 | 前4 |