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)相互誘導回路，(2)重ね合わせの理，(3)テブナン・ノートンの定理
前期末試験 ：(1)三相交流回路，(2)ベクトル軌跡
後期中間試験：(1)二端子対回路，(2)直流電源を用いたRL・RC回路の過渡現象
学年末試験 ：(1)交流電源を用いたRL・RC回路の過渡現象，(2)RLC回路の過渡現象
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 |
| 各種回路解析 | テブナン・ノートンの定理，および重ね合わせの理の意味を説明でき，さらにそれらを用いて回路計算ができる． | テブナン・ノートンの定理，および重ね合わせの理を用いて回路計算ができる． | テブナン・ノートンの定理，および重ね合わせの理を理解していない． |
| 三相交流の電圧・電流 | 三相交流の基本的な性質を理解し，各負荷において線間電圧・線電流等を導出し，正しく計算できる． | 三相交流の基本的な性質を理解し，各負荷において線間電圧・線電流等を正しく計算できる． | 三相交流の基本性質，各負荷における電圧・電流の計算ができない． |
| 二端子対回路 | 二端子対回路の意味を理解し，各行列を求め，行列同士の関係を説明できる． | 二端子対回路の意味を理解し，各行列を求めることができる． | 各行列を求めることができない． |
| 過渡現象解析 | RLC回路内の電圧・電流の過渡応答をグラフで理解し，計算できる． | RLC回路内の電圧・電流を計算できる． | RLC回路内の電圧・電流を計算できない． |
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）
説明
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教育方法等
概要:
本講義では，2年次に学習した交流回路解析をさらに応用していく．各回路の等価回路解析から始まり，三相交流，二端子対回路等これまで学んだことの応用的な内容を扱い，最終的に微分方程式を用いた過渡現象解析を行う．
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．
注意点:
・関連科目
電気回路Ⅰ，数学系科目を基礎とする．また，後の電子回路，電子工学，制御工学の基礎となる．
・学習指針
本講義は，1年次と2年次の電気回路Ⅰ，および数学系科目の内容については理解している前提で行うので，学習に不安があれば各自補うこと．それらを踏まえ，より専門的な内容を学んでいく．
・事前学習
毎週の講義の前に，該当する教科書の範囲を読んでおくこと．
・事後展開学習
講義中の内容で分からない箇所があった場合，その日のうちに解決しておくこと．また，こちらが課題を提示した場合は，その内容を正しく理解した上で，解いたものを次の週に提出すること．
学修単位の履修上の注意
授業の属性・履修上の区分
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 |
相互誘導回路のインピーダンス |
自己インダクタンスと相互インダクタンスについて理解できる．
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| 2週 |
相互誘導回路の等価回路 |
相互インダクタンスのT型等価回路を理解し，電圧・電流の計算ができる．
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| 3週 |
重ね合わせの理 |
重ね合わせの理を用いた回路計算について理解できる．
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| 4週 |
電圧源と電流源 |
電圧源と電流源の等価回路を理解できる．
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| 5週 |
テブナンの定理 |
テブナンの定理とそれを用いた回路計算について理解できる．
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| 6週 |
ノートンの定理 |
ノートンの定理とそれを用いた回路計算について理解できる．
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| 7週 |
復習 |
これまでの内容の確認をし，試験に備える．
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| 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．
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| 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．
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| 10週 |
対称三相交流 |
対称三相交流の電源の性質を理解できる．
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| 11週 |
Y形負荷への供給 |
対称三相交流の電源にY形負荷を接続した際の電圧・電流を計算できる．
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| 12週 |
Δ形負荷への供給 |
対称三相交流の電源にΔ形負荷を接続した際の電圧・電流を計算できる．
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| 13週 |
ベクトル軌跡 |
電源角周波数の変化によるインピーダンス・アドミタンス，および電圧・電流のベクトルの変化について理解できる．
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| 14週 |
最大電力 |
最大電力条件，インピーダンス整合について理解できる．
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| 15週 |
復習 |
これまでの内容の確認をし，試験に備える．
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| 16週 |
前期末試験 |
前期10週～15週までの範囲の試験問題を解く．
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
二端子対回路とZパラメータ |
二端子対回路を理解し，インピーダンス行列を求めることができる．
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| 2週 |
二端子対回路とYパラメータ |
二端子対回路を理解し，アドミタンス行列を求めることができる．
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| 3週 |
二端子対回路とFパラメータ |
二端子対回路を理解し，基本行列を求めることができる．
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| 4週 |
過渡現象と1階線形微分方程式(1) |
過渡現象とは何かを理解し，外力が定数の場合の1階線形微分方程式を解くことができる．
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| 5週 |
直流電源でのRC回路の過渡現象 |
直流電源を用いたRC回路の各電圧・電流を求められる．
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| 6週 |
直流電源でのRL回路の過渡現象 |
直流電源を用いたRL回路の各電圧・電流を求められる．
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| 7週 |
復習 |
これまでの内容の確認をし，試験に備える．
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| 8週 |
後期中間試験 |
後期1週～7週までの範囲の試験問題を解く．
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| 4thQ |
| 9週 |
解答・解説 |
後期中間試験の答案を返却後，復習を行う．
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| 10週 |
過渡現象と1階線形微分方程式(2) |
外力が正弦波の場合の1階線形微分方程式を解くことができる．
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| 11週 |
正弦波交流電源を用いた過渡現象 |
正弦波交流電源を用いたRC・RL回路の各電圧・電流を求められる．
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| 12週 |
2階線形微分方程式の解法 |
2階の線形微分方程式の解を求める方法を理解できる．
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| 13週 |
RLC回路の過渡現象 |
直流電源を用いたRLC回路の各電圧・電流の過渡応答を理解できる．
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| 14週 |
復習 |
これまでの内容の確認をし，試験に備える．
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| 15週 |
学年末試験 |
後期10週～15週までの範囲の試験問題を解く．
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| 16週 |
解答・解説 |
学年末試験の答案を返却後，復習を行う．
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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 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 3 | |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | |
| キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 3 | |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 3 | |
| 相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 3 | 前1,前2 |
| 理想変成器を説明できる。 | 3 | 前2 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | 後4,後5,後6,後10,後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。 | 3 | 後12,後13,後14 |
| 重ねの理を用いて、回路の計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 網目電流法を用いて回路の計算ができる。 | 3 | |
| 節点電位法を用いて回路の計算ができる。 | 3 | |
| テブナンの定理を回路の計算に用いることができる。 | 3 | 前5,前6 |
| 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。 | 3 | 前10,前11,前12 |
| 対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 3 | 前10,前11,前12 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 60 | 0 | 60 |
| 専門的能力 | 20 | 20 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |