回路理論Ⅱ

科目基礎情報

学校	豊田工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	回路理論Ⅱ
科目番号	33115	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	情報工学科	対象学年	3
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	「カラー徹底図解 基本からわかる電気回路」　高崎和之　監修　（ナツメ社）　ISBN；978-4816359286その他： 教材用プリント（講義ノート）配布(参考書)新インターユニバーシティー　電気回路Ⅰ　山口作太郎 編著 （オーム社） ISBN978-4-274-20931-4
担当教員	都築 啓太

到達目標

(ア)　正弦波交流の周波数、周期、角速度、最大振幅、実効値に関する計算ができる。
(イ)　コイルやコンデンサのインピーダンスを数式で表現でき、電圧と電流の大きさや位相差に関する計算ができる。
(ウ)　RL直列回路における各部の電圧の大きさと位相の進み･遅れを計算できる。
(エ)　RC直列回路における各部の電圧の大きさと位相の進み･遅れを計算できる。
(オ)　RLC直列共振回路やRLC並列共振回路の共振周波数を計算できる。共振回路のQ 値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	正弦波交流の周波数、周期、角速度、最大振幅、実効値に関する計算ができる。	正弦波交流の周波数、周期、角速度、最大振幅、実効値に関する計算がほぼできる。	正弦波交流の周波数、周期、角速度、最大振幅、実効値に関する計算ができない。
評価項目2	コイルやコンデンサのインピーダンスを数式で表現でき、電圧と電流の大きさや位相差に関する計算ができる。	コイルやコンデンサのインピーダンスを数式で表現でき、電圧と電流の大きさや位相差に関する計算がほぼできる。	コイルやコンデンサのインピーダンスを数式で表現でき、電圧と電流の大きさや位相差に関する計算ができない。
評価項目3	RLCを用いた回路の遮断周波数および共振周波数を計算できる。共振回路のQ 値を求めることができる。	RLCを用いた回路の遮断周波数および共振周波数を計算できる。共振回路のQ 値を求めることがほぼできる。	RLCを用いた回路の遮断周波数および共振周波数を計算できる。共振回路のQ 値を求めることができない。

学科の到達目標項目との関係

本校教育目標 ② 基礎学力

教育方法等

概要:

高速なディジタル信号の伝送や情報通信に用いられる高周波の伝送線路の性質を理解したり、制御理論やディジタル信号処理について学ぶには、交流回路に関する知識は欠かすことができない。特に、電気信号の振幅や位相を複素数を用いて定量的に評価する手法を学ぶことが大切である。本講義では、抵抗、コイル、コンデンサを含んだ回路の交流電圧や交流電流に対する振る舞いを、複素数を用いて定量的に評価する手法について学ぶ。

授業の進め方・方法:

　回路理論IIでは直流回路の復習から交流回路における回路解析ができることを目的として電気回路要素の初歩から応用までを課題とともに理解しながら授業をすすめていく。配布プリント（講義ノートおよび課題）を利用して、主に自宅での自学・自習を行うことにより、じっくり時間をとって考える必要のある電気回路への取り組み時間の絶対量を増加させ、着実に計算力と回路解析力をつけていく。また，対面授業としては、各回の授業と達成目標を提示し、ポイント割り当て部分の要点などの解説や回路変形などのコツ・工学的なパラメータの扱い方指導などを行い、内容の定着を計る。

注意点:

　授業と試験には関数電卓および教科書を持参すること。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	「ガイダンス」：シラバスを用いた授業説明	授業の進め方について理解できる。
		2週	「直流と正弦波交流の基礎」：直流と正弦波交流、正弦波交流の周波数、周期、角速度、振幅 および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	直流と正弦波交流、正弦波交流の周波数、周期、角速度、振幅 について理解し、計算できる。
		3週	「交流におけるオームの法則」：複素数と複素平面、複素数の大きさと偏角、オイラーの公式、複素数の加減乗除、電卓の使用法　位相の進みと遅れ および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	複素数と複素平面、複素数の大きさと偏角、オイラーの公式、複素数の加減乗除、電卓の使用法　位相の進みと遅れについて理解し、計算できる。
		4週	「交流電力と力率」　瞬時電力、平均電力、有効電力、無効電力、力率、実効値 および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	瞬時電力、平均電力、有効電力、無効電力、力率、実効値 について理解し、計算できる。
		5週	「コイルとインダクタンス」：インダクタ（コイル）の性質、インダクタ（コイル）の電圧と電流の関係および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	インダクタ（コイル）の性質、インダクタ（コイル）の電圧と電流の関係について理解し、計算できる。
		6週	「コンデンサと静電容量」：コンデンサの性質、コンデンサの電圧と電流の関係および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	コンデンサの性質、コンデンサの電圧と電流の関係について理解し、計算できる。
		7週	「複素数と極座標表示」：インピーダンス （抵抗、リアクタンス）　および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	数学にい置ける複素数と極座標とインピーダンスについて理解し、計算できる。
		8週	「複素インピーダンス」：インピーダンス （抵抗、リアクタンス）　および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	RL・RC回路のインピーダンス （抵抗、リアクタンス）　について理解し、計算できる。
	2ndQ
		9週	「RLC直並列回路の電流・電圧」：抵抗とコイル・コンデンサを用いた直列回路についてインピーダンス および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	抵抗とコイル・コンデンサを用いた直列回路についてインピーダンス について理解し、計算できる。
		10週	「RL直列回路」：抵抗とコイルの直列回路における各部の電圧の大きさと位相差　 　および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	抵抗とコイルの直列回路における各部の電圧の大きさと位相差　 　について理解し、計算できる。
		11週	「RL直列回路」：抵抗とコイルの直列回路における各部の電圧の大きさと位相差　 　および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	抵抗とコイルの直列回路における各部の電圧の大きさと位相差　 　について理解し、計算できる。
		12週	「RC直列回路」：抵抗とコンデンサの直列回路における各部の電圧の大きさと位相差　　および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	抵抗とコンデンサの直列回路における各部の電圧の大きさと位相差　　について理解し、計算できる。
		13週	「RC直列回路」：抵抗とコンデンサの直列回路における各部の電圧の大きさと位相差　　および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	抵抗とコンデンサの直列回路における各部の電圧の大きさと位相差　　について理解し、計算できる。
		14週	「RL・RC回路の周波数特性」：　ＲＬＣ直列共振回路、ＲＬＣ並列共振回路、共振周波数、Q 値　および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	ＲＬＣ直列共振回路、ＲＬＣ並列共振回路、共振周波数、Q 値　について理解し、計算できる。
		15週	「RL・RC回路の周波数特性」：　ＲＬＣ直列共振回路、ＲＬＣ並列共振回路、共振周波数、Q 値　および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること	ＲＬＣ直列共振回路、ＲＬＣ並列共振回路、共振周波数、Q 値　について理解し、計算できる。
		16週

評価割合

	中間試験	定期試験	課題	合計
総合評価割合	30	50	20	100
基礎的能力	30	50	20	100