概要:
電気回路は電磁気学とともに電気工学の最も基本となる科目であり、高学年における種々の専門科目の基礎となる。本科目では、２年生で習得した基礎的な解析方法を発展させ、より実際的な回路解析法および回路について学ぶ。具体的な項目は交流回路の複素数・フェーザ表示、回路網に対する回路方程式による解析、相互誘導現象、回路の周波数特性、多相交流方式とその計算である。
授業の進め方・方法:
教科書と講義を中心に授業を行うが、理論の理解を助けるため、適時練習・演習を行う。基本の内容に的を絞るので、自分で考えしっかり理解すること。２年生の電気回路の知識・回路解析手法が基礎となるため、十分に復習を行い理解しておくこと。また三角関数、微分、積分、行列の計算、複素数の計算など、数学の知識をよく復習し、身に付けておくこと。
注意点:
質問について：休憩時間、放課後等に随時応じる。授業での到達目標が達成され、基礎的な事項の理解と応用力が習得されたかを評価する。成績は定期試験 (75%)、演習等(25%)により評価する。定期試験は正しく解答することが大前提であるが、間違っていても解法の説明などがあればその内容を勘案して部分点を与える。原則として再試験は行わない。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業ガイダンス、電気回路における複素数表示 |
電気回路における複素数表示の理解と複素数の計算ができる
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| 2週 |
フェーザ表示とインピーダンス |
フェーザ表示とインピーダンスなどを理解し、関連する計算ができる
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| 3週 |
RLCと複素数・フェーザ表示を用いた回路解析 |
RLCと複素数表示を用いた交流回路の計算ができる
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| 4週 |
交流回路の直並列接続などの各練習問題 |
これまでの内容の理解、計算ができる。
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| 5週 |
ブリッジ回路、複素電力 |
交流ブリッジの平衡条件と複素電力を理解し、導出などができる。
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| 6週 |
回路のグラフ理論 |
回路におけるグラフ理論について理解できる
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| 7週 |
各演習問題 |
これまでの内容の問題を理解でき計算することができる
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| 8週 |
前期中間試験 |
これまでの内容の問題を理解することができる
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験振り返り、閉路電流法について |
閉路電流法を用いて回路の計算ができる。
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| 10週 |
節点電位法とその演習 |
節点電位法を用いて回路の計算ができる。
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| 11週 |
電磁誘導現象について |
電磁誘導現象について理解ができる
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| 12週 |
電磁誘導結合回路 |
電磁誘導を含む回路の計算ができる
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| 13週 |
相互インダクタンスと等価回路 |
相互インダクタンス等価回路が理解できる
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| 14週 |
各演習問題 |
これまでの内容の問題を理解でき計算することができる
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| 15週 |
前期期末試験 |
これまでの内容の問題を理解することができる
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| 16週 |
これまでの内容のまとめ |
これまでの内容の問題を理解することができる
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
回路の周波数特性について |
交流回路の周波数特性を理解することが出来る
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| 2週 |
フィルタ回路と周波数特性 |
基本回路の周波数特性を計算し、フィルタ機能を理解することが出来る
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| 3週 |
直列共振回路と周波数特性 |
直列共振回路とその周波数特性を計算することが出来る
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| 4週 |
直列共振回路と周波数特性 |
直列共振回路とその周波数特性・フィルタ機能を理解することが出来る。
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| 5週 |
フェーザ図について |
フェーザ図について理解し電圧・電流の関係を描くことができる。
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| 6週 |
多相交流方式と性質について |
三相交流方式の仕組みと基本特性、定義などが理解できる
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| 7週 |
各演習問題 |
これまでの内容の問題を理解でき計算することができる
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| 8週 |
後期中間試験 |
これまで内容の問題を理解し、計算することが出来る
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| 4thQ |
| 9週 |
試験振り返り、平衡Y-Y形回路について |
平衡Y-Y形回路について理解が出来る
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| 10週 |
平衡Y-Y形回路の計算 |
平衡Y-Y形回路について電流電圧計算ができる
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| 11週 |
平衡Δ-Δ回路について |
平衡Δ-Δ形回路について理解が出来る
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| 12週 |
平衡Δ-Δ回路の計算 |
平衡Δ-Δ形回路について電流電圧計算ができる
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| 13週 |
対称Y形-対称Δ形の等価変換 |
対称Y形-対称Δ形の等価変換ができる
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| 14週 |
各演習問題 |
これまでの内容の問題を理解でき計算することができる
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| 15週 |
後期期末試験 |
これまでの内容の問題を理解し、計算することが出来る
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| 16週 |
まとめ |
これまでの内容を理解することができる。
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| 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 | 前1,前6,後13 |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | 前2,前3,前14,後13 |
| 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 | 前7,前8,前14,後13 |
| 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 | 前2,前7,前8,前14,後13 |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 3 | 前5,前7,前8 |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前5,前7,前8 |
| 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 | 前1,前2,前3,前4,前7,前8,前10,前14,後5 |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前1,前3,前4,前7,前8 |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前7,前8,前14,後5 |
| 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 | 前3,前4,前5,前7,前8,前14,後1,後2,後5 |
| 瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 前1,前2,前4,前7,前8 |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 前2,前3,前4,前5,前7,前8,前14,後1,後2 |
| 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 | 前2,前3,前4,前5,前7,前8,前14,後1,後2 |
| 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 | 前3,前4,前5,前7,前8,前14,後1,後2 |
| 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 | 前2,前4,前7,前8,前14,後1,後2 |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 2 | 前14,後3,後4 |
| 相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14 |
| 理想変成器を説明できる。 | 2 | 前13,前14 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前5 |
| 網目電流法を用いて回路の計算ができる。 | 3 | 前9,前14 |
| 節点電位法を用いて回路の計算ができる。 | 3 | 前10,前14 |