概要:
前半は定常現象回路の変成器,三相交流回路について学び,後半は回路の過渡現象について学ぶ.これらの回路理論は,電力や電気機器等の技術を修得する基礎となる.
授業の進め方・方法:
教科書に沿って講義する。実際の回路,例えば電子回路,電力,計測回路などへの応用ができるように演習(課題)も取り入れる。
3相交流の分野と過渡現象の分野に分け、それぞれ試験(合計2回)のテストで各テストが50%以上の成績を収められるように自宅学習課題などを課す。
2回の試験成績の平均点の80%と課題配点(20点満点)の合計を評価点とする。
注意点:
評価については,評価割合に従って行います.ただし,適宜再試や追加課題を課し,加点することがあります.
この科目は学修単位科目であり,1単位あたり15時間の対面授業を実施します.併せて1単位あたり30時間の事前学習・事後学習が必要となりま
す.
事前・事後学習はレポートで評価する。
オフィスアワー:原則として放課後(16:30-17:00)に質問を受け付ける。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
学習・教育目標,授業概要の説明、成績評価に関するガイダンス 回路理論Ⅰ、および回路理論Ⅱで学んだ内容の再整理 |
授業概要を理解できる. 単相交流、定常状態における回路解析の手法の確認と再整理を行い、解析計算ができる.
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| 2週 |
二巻線変成器と等価回路,及び基本特性 |
相互誘導を説明し,相互誘導回路の計算ができる.
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| 3週 |
理想変成器と基本特性 |
理想変成器を説明できる.
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| 4週 |
三相交流電源 線間電圧と相電圧の相互変換、線電流と相電流の位相関係 |
三相交流における電圧・電流(相電圧,線間電圧、線電流)を説明できる.
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| 5週 |
対称三相回路 三相回路における接続変換(Δ-Y,Y-Δ変換)計算 |
電源および負荷のΔ-Y,Y-Δ変換の計算ができる.
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| 6週 |
電力の対称座標表現,三相電力の測定法 総合演習(1) |
対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる.
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| 7週 |
変成器、三相交流のまとめ、確認試験 |
変成器の特性と三相交流の基礎と応用の計算ができる.
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| 8週 |
過渡現象概説 定常状態の回路解析と過渡状態の回路解析の例題 |
過渡現象の概要が理解できる.
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| 2ndQ |
| 9週 |
RCおよび、RL回路の過渡現象Ⅰ 講義内容を整理するための演習問題 |
RC直列およびRL直列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.
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| 10週 |
RCおよび、RL回路の過渡現象Ⅱ 講義内容を整理するための演習問題 |
RC直列およびRL直列の単エネルギー回路の直流応答を計算し,回路を流れる電流、素子にかかる電圧の変化を 時定数との関係性を認識して図示できる.
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| 11週 |
交流電源に接続した場合の過渡現象 講義内容を整理するための演習問題 |
正弦波交流電源に接続したRC・RL回路の過渡現象を計算できる.
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| 12週 |
複エネルギー回路の過渡現象Ⅰ 講義内容を整理するための演習問題 |
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. RLCの素子の値の関係から、回路の応答を場合分けすることの意味を理解して計算できる.
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| 13週 |
複エネルギー回路の過渡現象Ⅱ 講義内容を整理するための演習問題 |
RLC直列回路等の複エネルギー回路の交流応答を計算し,過渡応答の特徴を説明できる. RLCの素子の値の関係から、回路の応答を場合分けすることの意味を理解して計算できる.
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| 14週 |
到達度確認試験のための内容の整理 総合演習(2) |
基本的な過渡現象の計算ができる. 過渡現象の時間応答について説明できる.
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| 15週 |
テスト返却・解説 授業アンケート |
過渡現象の解析手法とその重要性を理解し、説明できる. 授業アンケートにより、振り返りを行う.
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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 | |
| 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 | |
| 簡単な連立方程式を解くことができる。 | 3 | |
| 指数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 | |
| 一般角の三角関数の値を求めることができる。 | 3 | |
| 角を弧度法で表現することができる。 | 3 | |
| 三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | |
| 加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。 | 3 | |
| 三角関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 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 | |
| 合成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 | |
| 定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。 | 3 | |
| 分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分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 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 4 | |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 4 | |
| キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 4 | |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 重ねの理を用いて、回路の計算ができる。 | 4 | |
| 網目電流法を用いて回路の計算ができる。 | 4 | |
| 節点電位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。 | 4 | |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 4 | |
| 相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 4 | 前2 |
| 理想変成器を説明できる。 | 4 | 前3 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
| 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9,前10,前11 |
| 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12,前13 |
| 電力 | 三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できる。 | 4 | 前4 |
| 電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 4 | 前5 |
| 対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 4 | 前6 |