到達目標
電気回路の理論を学ぶために必要な専門用語の意味や回路素子の性質を理解するとともに，電気回路計算に必要な複素数計算や回路の諸法則を学修し，種々の電気回路におけるインピーダンス，アドミタンス，電流，電圧，電力等を計算することができる．
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 | 三角関数（瞬時値）を用いた正弦波交流回路に関する応用問題を解くことができる． | 三角関数（瞬時値）を用いた正弦波交流回路に関する基本問題を解くことができる． | 三角関数（瞬時値）を用いた正弦波交流回路に関する基本問題を解くことができない． |
| 評価項目2 | 複素数計算（記号法）を用いた正弦波交流回路に関する応用問題を解くことができる． | 複素数計算（記号法）を用いた正弦波交流回路に関する基本問題を解くことができる． | 複素数計算（記号法）を用いた正弦波交流回路に関する基本問題を解くことができない． |
| 評価項目3 | キルヒホッフの法則，重ね合わせの原理，テブナンの法則などの諸定理を用いた正弦波交流回路に関する応用問題を解くことができる． | キルヒホッフの法則，重ね合わせの原理，テブナンの法則などの諸定理を用いた正弦波交流回路に関する基本問題を解くことができる． | キルヒホッフの法則，重ね合わせの原理，テブナンの法則などの諸定理を用いた正弦波交流回路に関する基本問題を解くことができない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気は目に見えないため，身近に存在するにもかかわらずそのふるまいをイメージすることは困難であり，理論により理解することが不可欠となる．電気回路の理論は，基本的な法則の上に整然と積み上げられており，電気電子工学を学んでいく第一歩として非常に重要である．電気回路では数学を多用するため最初は難しく感ずるが，数学の授業と関連付けて学ぶことによって理解が深まる．
この授業では，まず「電気回路の基礎」として，抵抗，コイル，コンデンサについて学んだ後，直流回路の計算で用いられる各種の法則と正弦波交流について学習する．次に「交流回路」として，インピーダンスとアドミタンス，フェーザや複素数を用いた計算，交流回路の電力について学習する．更に「交流回路網」の計算において，合成インピーダンス，合成アドミタンス，分圧と分流，電圧源と電流源について学んだ後，キルヒホッフの法則，重ね合わせの理，テブナンの定理とノートンの定理，ミルマンの定理などの諸法則と交流ブリッジについて学習する．最後に「回路網方程式」として，節点，枝，閉路，木，補木などの概念を学んだ後，実際の回路に対して枝電流法，閉路電流法，節点電位法などを用いて回路方程式を導出し，行列や行列式を用いた連立方程式の解法を行う．
授業の進め方・方法:
・すべての内容は，学習・教育到達目標(Ｂ)＜専門＞およびJABEE 基準１(２)(ｄ)(２)ａ)に対応する．
・授業計画に記載のテーマについて，講義・演習形式で行う．講義中は集中して聴講する．
・「授業計画」における各週の「到達目標」はこの授業で習得する「知識・能力」に相当するものとする．
注意点:
<到達目標の評価方法と基準>習得の度合を中間試験，期末試験，レポートにより評価する．達成度評価における各重みは概ね均等とし，試験問題とレポート課題のレベルは１００点法により６０点以上の得点で目標の達成を確認する．
<学業成績の評価方法および評価基準>前期中間，前期末，後期中間および学年末の４回の試験の平均点を８５％，課題レポートの結果を１５％として，その合計点で評価する．ただし，学年末を除く各試験で６０点に達していない者には再試験を課すことがある．このとき，再試験の成績が該当する試験の成績を上回った場合には，６０点を上限として，それぞれの試験の成績を再試験の成績で置き換えるものとする．
<単位修得要件>学業成績で６０点以上を取得すること．
<あらかじめ要求される基礎知識の範囲>本教科は電気電子工学序論の学習が基礎となる教科である．本教科の学習には，弧度法，三角関数とそのグラフ，三角関数の公式，連立方程式，複素数計算など，１年生および２年生で学ぶ数学の習得が必要である．
<レポートなど>学習内容の復習と応用力の育成のため，随時，演習課題を与える．
<備考> 本教科は３年次，４年次で学習する電気回路，電子回路の基礎となる教科である．授業中に理解できるように心掛けるとともに，知識確認のために常に多くの問題を解いていく姿勢が大切である．
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シラバスを用いた授業の概要説明，電気回路概説 |
１．電気回路理論で用いられる回路素子と回路の種類を理解し，代表的な回路素子と回路について説明することができる．
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| 2週 |
基本回路素子における電圧と電流の関係 |
２．基本回路素子である抵抗Ｒ，インダクタンスＬ，キャパシタンスＣにおける電圧と電流の関係について説明することができる．
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| 3週 |
基本回路素子の直列接続と並列接続 |
３．Ｒ，Ｌ，Ｃの各回路素子に対して，直並列計算ができる．
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| 4週 |
直流回路 |
４．キルヒホッフの法則，重ね合わせの理，テブナンの定理，ジュールの法則を理解し，これらについて説明できる．
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| 5週 |
正弦波交流 |
５．正弦波交流の重要性や必要性を理解し，正弦波交流と三角関数の対応関係を説明できる．
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| 6週 |
正弦波交流の発生 |
６．正弦波交流の発生原理について説明できる．
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| 7週 |
第１週から第６週までの範囲のまとめと演習問題 |
７．これまでに学習した内容を説明することができる．
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| 8週 |
前期中間試験 |
８．これまでに学習した内容を説明し，諸量を求めることができる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験の結果に基づく復習，基本回路素子における正弦波交流電圧と電流の関係 |
９．Ｒ，Ｌ，Ｃの各回路素子に対して，電圧と電流の関係を理解し，計算することができる．
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| 10週 |
瞬時値を用いる並列回路および直流回路の計算 |
10．瞬時値を用いて，ＲＣ並列回路の電流分布，ＲＬ直列回路の電圧分布を理解し，計算できる．
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| 11週 |
インピーダンスとアドミタンス |
11．ＲＬＣ直列回路のインピーダンスおよびＲＬＣ並列回路のアドミタンスを計算することができる．
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| 12週 |
直並列回路 |
12．瞬時値を用いて，直並列回路の電圧や電流の計算をすることができる．
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| 13週 |
フェーザを用いる計算 |
13．正弦波交流のフェーザ表示を理解し，ＲＬ直列回路，ＲＬＣ並列回路，ＲＬＣ直列回路の計算ができる．
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| 14週 |
複素数と複素平面，複素数の四則演算 |
14．複素数の表示形式を理解し，四則演算ができる．
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| 15週 |
第１０週から第１４週までの範囲のまとめと演習問題 |
15．これまでに学習した内容を説明することができる．
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
前期期末試験の結果に基づく復習，ｊについて，基本回路素子における複素数表示 |
16．ｊの意味およびＲ，Ｌ，Ｃの各回路素子のインピーダンスを理解し，それぞれの電圧と電流の関係を説明できる．
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| 2週 |
直列回路と並列回路の計算 |
17．複素数計算を用いて，ＲＬ直列回路，ＲＬＣ直列回路，ＲＬＣ並列回路の計算ができる．
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| 3週 |
電圧方程式と複素数による解法 |
18．一般の回路方程式を理解できるとともに，記号法を用いて，正弦波交流回路における回路方程式を立てることができる．
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| 4週 |
交流回路の電力 |
19．有効電力，無効電力，力率，複素電力の計算ができる．
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| 5週 |
合成インピーダンス，合成アドミタンス，分圧と分流 |
20．各種回路のインピーダンスとアドミタンスを計算できる．
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| 6週 |
回路計算例，電位と電位差，電圧源と電流源 |
21．分圧と分流，等価電圧源と等価電流源を理解し，回路の計算ができる．
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| 7週 |
第１週から第６週までの範囲のまとめと演習問題 |
22．これまでに学習した内容を説明することができる．
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| 8週 |
後期中間試験 |
23．これまでに学習した内容を説明し，諸量を求めることができる．
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験の結果に基づく復習，キルヒホッフの法則 |
24．キルヒホッフの法則を理解し，電流値を計算できる．
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| 10週 |
重ね合わせの理，テブナンの定理 |
25．キルヒホッフの法則，重ね合わせの理，テブナンの定理，ミルマンの定理を理解し，これらを用いた回路計算ができる．
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| 11週 |
節点，枝，閉路，木，補木 |
26．節点，枝，閉路，木，補木を理解し，説明できる．
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| 12週 |
補木の枝数と独立した閉路の数 |
27．補木の枝数と独立した閉路の対応関係を理解し，説明できる．
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| 13週 |
回路網方程式の立て方 |
28．与えられた回路に対して，適切な回路方程式を立てることができる．
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| 14週 |
節点電位法，連立方程式の解法 |
29．回路網方程式を立て，行列と行列式を用いて方程式を計算することができる．
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| 15週 |
第１０週から第１４週までの範囲のまとめと演習問題 |
30．これまでに学習した内容を説明することができる．
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| 16週 |
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | 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、簡単な交流回路の計算ができる。 | 4 | |
| フェーザを用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 4 | |
| 正弦波交流の複素表示を説明し、これを交流回路の計算に用いることができる。 | 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 | |
| 網目電流法や節点電位法を用いて交流回路の計算ができる。 | 4 | |
| 重ねの理やテブナンの定理等を説明し、これらを交流回路の計算に用いることができる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 85 | 15 | 100 |
| 配点 | 85 | 15 | 100 |