交流理論Ⅰ

科目基礎情報

学校	奈良工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	交流理論Ⅰ
科目番号	0027	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	電子制御工学科	対象学年	2
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	『電気回路 (1)　直流・交流回路編』（出版社：コロナ社，著者：早川 義晴）
担当教員	山口 和也

到達目標

下記の内容を習得することを本講義の到達目標とする．

前期中間試験：(1)正弦波交流の性質，(2)位相差・平均値・実効値，(3)三角比・三角関数の諸計算，(4)コイル・コンデンサの電圧と電流
前期期末試験：(1)RLC直列・並列回路における電圧・電流の計算，(2)交流電力の計算
後期中間試験：(1)複素数の計算，(2) 交流回路の記号法表示
学年末試験　：(1)複素インピーダンス・アドミタンスの計算，(2) 記号法による電力の計算

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
	正弦波交流の基本的な性質を正しく理解し，位相差・平均値・実効値の意味を説明でき，計算できる．	正弦波交流の基本的な性質を正しく理解し，位相差・平均値・実効値の計算ができる．	正弦波交流の最大値（振幅）・周波数・周期・位相差・平均値・実効値の計算を行うことができない．
	R・L・Cで組まれる電気回路内の電圧・電流の大きさと位相差を導出でき，それらおよび電力を計算できる．	R・L・Cで組まれる電気回路内の電圧・電流・電力を計算できる．	R・L・Cで組まれる電気回路内の電圧・電流・電力を計算することができない．
	ベクトルの積・商計算におけるベクトルの大きさ・位相を証明でき，オイラーの公式より複素リアクタンスを導出でき，各回路内の電圧・電流を複素数を用い計算できる．	複素数の性質・計算を理解し，各回路内の電圧・電流を複素数を用い計算できる．	複素数を用いた計算を行うことができない．
	ブリッジ回路の平衡条件，および複素電力の式を導出でき，それぞれの複素数計算ができる．	複素数を用いて，ブリッジ回路の平衡条件や複素電力を計算できる．	ブリッジの平衡条件，複素電力・皮相電力・有効電力・無効電力を，複素数を用いて計算することができない．

学科の到達目標項目との関係

準学士課程（本科１〜５年）学習教育目標 （２）

教育方法等

概要:

正弦波入力を用いた回路計算のために，正弦波交流の性質，平均値・実効値，RLC回路，複素数計算，記号法表示，インピーダンス，アドミタンス，複素電力計算等を解説する．また，中間・期末試験前に上記内容の定着のための演習を行う．

授業の進め方・方法:

基本的に，前半の45分を講義形式，後半の45分を演習形式で授業を行う．具体的には，前半でその日習得すべき内容を教員が伝え，その内容に関する類題を後半の時間で学生が解く．後半の演習の時間には，教員が学生を指名し解答を板書させる予定のため，各自講義内容をよく聞くようにすること．

注意点:

-関連科目
　電気回路，数学（微分積分・代数・幾何）を基礎とする．また，交流理論Ⅱ，電子回路，電子工学，制御工学の基礎となる．

-学習指針
　本講義を理解するために，1年次の『電気回路』，『数学α』，『数学β』の内容については正しく理解しておくこと．それらを踏まえ，より専門的な内容を含む本講義との関連を意識すること．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	交流の基礎	交流とは何か，特に直流との違いについて理解できる．
		2週	正弦波交流の性質	最大値や周波数などの，正弦波の基礎項目について理解できる．
		3週	位相差・平均値と実効値	位相差の意味と，平均値・実効値の計算方法について理解できる．
		4週	正弦波交流の合成	正弦波を合成する方法について理解できる．
		5週	ベクトルによる合成	正弦波の合成を，ベクトルを用いて表現する方法について理解できる．
		6週	LとCの電圧と電流	コイルを流れる電流・コンデンサの両端の電圧を求められる．
		7週	復習	これまでの内容の確認をし，試験に備える．
		8週	前期中間試験	前期1週～7週までの範囲の試験問題を解く．
	2ndQ
		9週	解答・解説	前期中間試験の答案を返却後，復習を行う．
		10週	RL・RC直列回路	RL・RCから成る直列回路について，電圧・電流を求められる．
		11週	RLC直列回路	R・L・Cから成る直列回路について，電圧・電流を求められる．
		12週	RL・RC並列回路	RL・RCから成る並列回路について，電圧・電流を求められる．
		13週	RLC並列回路	R・L・Cから成る並列回路について，電圧・電流を求められる．
		14週	交流電力(1)	コイル・コンデンサを含む回路の電力を求められる．
		15週	交流電力(2)	有効電力，無効電力，皮相電力について理解できる．
		16週	前期期末試験	前期10週～15週までの範囲の試験問題を解く．
後期
	3rdQ
		1週	解答・解説	前期期末試験の答案を返却後，復習を行う．
		2週	複素数	複素数の基礎項目と簡単な計算について理解できる．
		3週	複素数の計算(1)	複素数の乗法・除法とベクトルの大きさ・偏角について理解できる．
		4週	複素数の計算(2)	複素数の回転や共役複素数について理解できる．
		5週	交流回路の複素数表示	複素数を用いた，電圧・電流表記，オームの法則について理解できる．
		6週	RL・RC回路の複素数表示	コイル・コンデンサから成る回路の複素数計算について理解できる．
		7週	RLC回路の複素数表示	R・L・Cから成る回路の複素数計算について理解できる．
		8週	復習	これまでの内容の確認をし，試験に備える．
	4thQ
		9週	後期中間試験	後期2週～8週までの範囲の試験問題を解く．
		10週	解答・解説	後期中間試験の答案を返却後，復習を行う．
		11週	複素インピーダンス	インピーダンスの複素数による回路計算について理解できる．
		12週	複素アドミタンス	アドミタンスの複素数による回路計算について理解できる．
		13週	交流ブリッジ回路	ブリッジ回路に関する回路計算について理解できる．
		14週	複素数による電力の計算(1)	複素数を用いた電力計算について理解できる．
		15週	複素数による電力の計算(2)	複素電力について理解できる．
		16週	学年末試験	後期11週～15週までの範囲の試験問題を解く．

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	0	0	0	0	20	100
基礎的能力	60	0	0	0	0	20	80
専門的能力	20	0	0	0	0	0	20
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0