回路理論

科目基礎情報

学校 豊田工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 回路理論
科目番号 74101 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電気・電子システム工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 「過渡現象の基礎」吉岡芳夫、作道訓之 著(森北出版) ISBN978-4627735514、「基礎電気回路ノートⅢ」小関修、光本真一(電気書院) ISBN978-4-485-30232-3(交流回路で使用)/特に無し
担当教員 齋藤 努

目的・到達目標

(ア)対称三相交流の電圧、電流、電力、位相の関係を説明できる。
(イ)電源側、負荷側の結線のY-Δ、Δ―Y変換および回路計算ができる。
(ウ)コンデンサやコイルにおける電流と電荷、電圧との関係を、定性的に説明できる。
(エ)簡単な電気回路の回路方程式(微分方程式)を立式できる。
(オ)簡単な電気回路の初期値、および、定常値を、回路方程式を解くことなく推定できる。
(カ)簡単な電気回路の過渡現象を示す電圧・電流関数の妥当性を吟味できる。
(キ)簡単な微分方程式(定数係数二階微分方程式)を解くことができる。
(ク)定義に従って、基本的な関数のラプラス変換を計算することができる。
(ケ)基本的な回路例について、ラプラス変換を用いた過渡現象解析を行うことができる。

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(ア)対称三相交流の電圧、電流、電力、位相の関係を説明できる。 さらに、電源側、負荷側の結線のY-Δ、Δ―Y変換および回路計算ができる対称三相交流の電圧、電流、電力、位相の関係を説明できる。対称三相交流の電圧、電流、電力、位相の関係を説明できない。
評価項目(イ)RLCを用いた回路例について,微分方程式を用いた過渡現象解析を行うことができる。RLあるいはLRを用いた回路例について,微分方程式を用いた過渡現象解析を行うことができる。RLあるいはLRを用いた回路例について,微分方程式を用いた過渡現象解析を行うことができない。
評価項目(ウ)RLCを用いた回路例について,ラプラス変換を用いた過渡現象解析を行うことができる。RLあるいはLRを用いた回路例について,ラプラス変換を用いた過渡現象解析を行うことができる。基本的な回路例について,ラプラス変換を用いた過渡現象解析を行うことができる。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
前半は、電力発生、輸送、配電および応用で活用される三相交流回路の基礎を学ぶ。後半は、「交流回路」で学んだ定常状態の電気回路解析から一旦離れ、時間の関数としての回路に生ずる現象として、基本的な過渡現象を学ぶ。コンデンサ、コイルという回路素子における物理現象を定性的にも説明でき、ラプラス変換を用いた簡単な回路の定量解析もできることを目標に講義を進める。
授業の進め方と授業内容・方法:
注意点:
交流回路I、電気電子工学演習Iを修得していることを前提として授業を進める。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 対称三相交流電圧・電流・インピーダンスのY-Δ変換 対称三相交流電圧・電流・インピーダンスのY-Δ変換について計算ができる。
2週 対称三相Y接続、Δ接続交流回路、対称三相交流の電力 対称三相Y接続、Δ接続交流回路、対称三相交流の電力について計算ができる。
3週 過渡現象とは? キャパシタとコイルの物理的性質、微分方程式のたて方 キャパシタとコイルの物理的性質、微分方程式のたて方を説明できる。
4週 直流RC回路における過渡現象(1)、充電電流と電荷の関係 直流RC回路における過渡現象を説明できる。
5週 直流RC回路における過渡現象(2)、テブナンの定理(復習) テブナンの定理を用いて回路変形できる。
6週 直流LC回路における過渡現象、振動の発生理由、共振周波数の求め方 直流LC回路における過渡現象、振動の発生理由、共振周波数の求め方を説明できる。
7週 交流RC回路、RL回路における過渡現象 交流RC回路、RL回路における過渡現象を説明できる。
8週 直流LCR回路における過渡現象(1)、振動しない場合 制動条件下の直流LCR回路の計算ができる。
2ndQ
9週 直流LCR回路における過渡現象(2)、振動する場合 振動条件の直流LCR回路の計算ができる。
10週 ラプラス変換の考え方・方法(1) ラプラス変換の考え方・方法を説明できる。
11週 ラプラス変換の考え方・方法(2) CR直列回路の解析を例に ラプラス変換の考え方・方法をCR直列回路の解析に適用できる。
12週 ラプラス変換による過渡現象の解析(1) ラプラス変換による過渡現象の解析を説明できる。
13週 ラプラス変換による過渡現象の解析(2) ラプラス変換を用いて過渡現象のの計算ができる。
14週 ラプラス変換による過渡現象の解析(3) ラプラス変換を用いて過渡現象のの計算ができる。
15週 総合演習 上記到達目標を達成できる。
16週

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

評価割合

定期試験課題小テスト合計
総合評価割合502030100
専門的能力502030100