概要:
電気電子工学における必須の基礎知識である電気回路論の導入部分を習得することを目的とする。
授業の進め方・方法:
前半では電気回路論の基本となる直流回路を扱う。
オームの法則およびキルヒホッフの法則を理解し、直流回路における電圧・電流・抵抗の計算方法について学ぶ。
また、テブナンの定理、重ね合わせの理などを理解し、効率的な回路計算の方法について学ぶ。
後半では交流回路の基礎事項について解説する。
三角関数・ベクトル・複素数を用いた正弦波交流の表現方法や周波数・位相の概念を理解する。
また、R, L, C素子の特性や、直列回路のインピーダンスについて学ぶ。
注意点:
オームの法則、キルヒホッフの法則等は単に公式として暗記するだけでなく、電圧・電流・抵抗の物理関係を十分に理解すること。
また、交流回路を理解するためには、ベクトル、三角関数、複素数に関する知識が必要であるので、数学で学んだことを復習して、計算能力を身につけておくこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
１．直流回路
(1) 電流・電圧・抵抗
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直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・電流、電圧および抵抗の概念を説明できる。
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| 2週 |
１．直流回路
(1) 電流・電圧・抵抗 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・電流、電圧および抵抗の概念を説明できる。
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| 3週 |
１．直流回路
(2) 電力・電力量・オームの法則・合成抵抗 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・電力・電力量の概念を理解し，計算できる．
・オームの法則を理解し、電流・電圧・抵抗および合成抵抗を計算できる。
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| 4週 |
１．直流回路
(2) 電力・電力量・オームの法則・合成抵抗 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・電力・電力量の概念を理解し，計算できる．
・オームの法則を理解し、電流・電圧・抵抗および合成抵抗を計算できる。
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| 5週 |
１．直流回路
(3) キルヒホッフの法則 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・キルヒホッフの法則を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 6週 |
１．直流回路
(3) キルヒホッフの法則 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・キルヒホッフの法則を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 7週 |
１．直流回路
(3) キルヒホッフの法則 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・キルヒホッフの法則を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 8週 |
【前期中間試験】 |
前期中間試験までの授業内容の理解度を確認
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| 2ndQ |
| 9週 |
１．直流回路
(4) 重ね合わせの理
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直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・重ね合わせの理を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 10週 |
１．直流回路
(4) 重ね合わせの理 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・重ね合わせの理を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 11週 |
１．直流回路
(5) テブナンの定理 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・テブナンの定理を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 12週 |
１．直流回路
(5) テブナンの定理 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・テブナンの定理を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 13週 |
１．直流回路
(5) テブナンの定理 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・テブナンの定理を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 14週 |
１．直流回路
(6) ミルマンの定理 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・ミルマンの定理を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 15週 |
１．直流回路
(6) ミルマンの定理 |
直流回路における各種法則を理解し、計算に適用できる。
・ミルマンの定理を理解し、直流回路の計算に適用できる。
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| 16週 |
【前期期末試験】
【答案返却】 |
前期期末試験までの授業内容の理解度を確認
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
２．交流回路の基礎
(1) 三角関数 |
正弦波交流の表現に必要な三角関数・ベクトル・複素数の概念が説明できる。
・交流の表現に必要な三角関数とそのグラフを説明できる。
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| 2週 |
２．交流回路の基礎
(1) 三角関数 |
正弦波交流の表現に必要な三角関数・ベクトル・複素数の概念が説明できる。
・交流の表現に必要な三角関数とそのグラフを説明できる。
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| 3週 |
２．交流回路の基礎
(2) 複素数の表現・演算法 |
正弦波交流の表現に必要な三角関数・ベクトル・複素数の概念が説明できる。
・交流の表現に必要な複素数を理解し、演算が行える。
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| 4週 |
２．交流回路の基礎
(2) 複素数の表現・演算法 |
正弦波交流の表現に必要な三角関数・ベクトル・複素数の概念が説明できる。
・交流の表現に必要な複素数を理解し、演算が行える。
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| 5週 |
２．交流回路の基礎
(2) 複素数の表現・演算法 |
正弦波交流の表現に必要な三角関数・ベクトル・複素数の概念が説明できる。
・交流の表現に必要な複素数を理解し、演算が行える。
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| 6週 |
３．正弦波交流の複素数表示
(1) 正弦波交流起電力の発生 |
正弦波交流と複素数の対応関係、周波数、位相、実効値等を説明できる。
・正弦波交流起電力の発生の原理を説明できる。
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| 7週 |
３．正弦波交流の複素数表示
(1) 正弦波交流起電力の発生 |
正弦波交流と複素数の対応関係、周波数、位相、実効値等を説明できる。
・正弦波交流起電力の発生の原理を説明できる。
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| 8週 |
【後期中間試験】 |
後期中間試験までの授業内容の理解度を確認
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| 4thQ |
| 9週 |
３．正弦波交流の複素数表示
(2) 交流の複素数表示 |
正弦波交流と複素数の対応関係、周波数、位相、実効値等を説明できる。
・複素数を用いて交流電圧・電流を表現できる。
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| 10週 |
３．正弦波交流の複素数表示
(2) 交流の複素数表示 |
正弦波交流と複素数の対応関係、周波数、位相、実効値等を説明できる。
・複素数を用いて交流電圧・電流を表現できる。
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| 11週 |
４．R, L, C交流回路
(1) R, L, C素子 |
簡単な正弦波交流回路の計算ができる。
・R, L, C素子における正弦波交流電圧と電流の関係を説明できる。
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| 12週 |
４．R, L, C交流回路
(1) R, L, C素子 |
簡単な正弦波交流回路の計算ができる。
・R, L, C素子における正弦波交流電圧と電流の関係を説明できる。
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| 13週 |
４．R, L, C交流回路
(2) 直列回路・インピーダンス |
簡単な正弦波交流回路の計算ができる。
・直列接続回路のインピーダンスを理解し、電流・電圧の計算ができる。
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| 14週 |
４．R, L, C交流回路
(2) 直列回路・インピーダンス |
簡単な正弦波交流回路の計算ができる。
・直列接続回路のインピーダンスを理解し、電流・電圧の計算ができる。
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| 15週 |
４．R, L, C交流回路
(2) 直列回路・インピーダンス |
簡単な正弦波交流回路の計算ができる。
・直列接続回路のインピーダンスを理解し、電流・電圧の計算ができる。
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| 16週 |
【学年末試験】
【答案返却】 |
授業内容の理解度を確認
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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2 |
| 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4 |
| 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 |
| 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。 | 4 | 前4 |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 4 | 前4 |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 4 | 前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 | 後7 |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 4 | 後7 |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 3 | 後10 |
| 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 | 後12 |
| 瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 後7 |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | 後15 |
| 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。 | 2 | 後15 |