到達目標
交流回路の取り扱い方や電気回路の過渡現象の解析方法を習得し、電気・電子工学を履修するのに必要な基本的な能力を養うことを目標とする。
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 |
| RLC共振回路の回路解析ができる | RLC共振回路に対し、各素子にかかる電圧や共振時の電流を計算できるようになる | RLC共振回路に対し、共振現象の特性を説明できるようになる | 共振現象を説明できない |
| 簡単な相互誘導結合回路の回路解析ができる | 相互誘導結合回路に対し、回路解析が行えるようになる | 相互誘導結合回路を等価な電気結合回路に置き換えることができる | 相互誘導結合回路の特徴を説明できない |
| 簡単な対称三相回路の回路解析ができる | 簡単な対称三相回路の交流電力を計算できるようになる | Δ、Ｙ結線の対称三相交流回路の特徴を数式を用いて説明できるようになる | Δ、Ｙ結線の対称三相交流回路の特徴を説明できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気回路は，あらゆる電気・電子工学の基礎であり，本学科の学生にとって最も重要な科目のひとつである。次の項目について、手計算で解析でき、特徴を説明できるようになることを目標とする：簡単な共振回路・相互誘導回路・ひずみ波・過渡現象・三相交流回路。
授業の進め方・方法:
教科書の内容をベースに板書しながら授業を進める。また，理解を深めるため適宜演習問題を行う。カリキュラムの関係上まだ学んでいない数学などは，その都度解説する。
注意点:
第二級陸上無線技術士国家試験「無線工学の基礎」の科目免除には、本科目の単位取得が必要。
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 |
ガイダンス，交流回路の基礎の復習 |
前年度に学習した内容を復習する
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| 2週 |
RLC回路 |
フェーザ表示を用いてRL・RC直列回路の解析ができる
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| 3週 |
RLC回路 |
フェーザ表示を用いてRL・RC並列回路の解析ができる
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| 4週 |
RLC回路 |
フェーザ表示を用いてRLC直並列回路の解析ができる
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| 5週 |
インピーダンス整合 |
交流回路におけるインピーダンス整合条件を説明できる。
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| 6週 |
インピーダンスの軌跡 |
インピーダンスの周波数依存性を説明できる。
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| 7週 |
直列共振回路 |
直列共振回路の共振条件を説明し共振周波数を求めることができる。
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| 8週 |
並列共振回路 |
並列共振回路の共振条件を説明し共振周波数を求めることができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
相互誘導回路 |
相互誘導回路の実用例とその必要性を説明できる。
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| 10週 |
相互インダクタンス |
相互インダクタンスを計算できる。
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| 11週 |
等価回路 |
磁気結合回路を含む回路について等価回路を用いて解析できる。
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| 12週 |
ひずみ波（矩形波，三角波，のこぎり波） |
ひずみ波の特徴を説明できる。
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| 13週 |
平均値，実効値 |
ひずみ波の平均値，実効値を計算できる。
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| 14週 |
フーリエ級数 |
フーリエ級数によりひずみ波を再現できることを説明できる。
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| 15週 |
フーリエ級数 |
矩形波のフーリエ級数を計算により導出できる。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
過渡現象 |
過渡現象の特徴を理解する。
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| 2週 |
RL直列回路・RC直列回路 |
RL直列回路，RC直列回路の微分方程式を導出できる。
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| 3週 |
RL直列回路・RC直列回路 |
RL直列回路，RC直列回路の微分方程式を導出できる。
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| 4週 |
ステップ応答・パルス応答 |
ステップ電圧およびパルス電圧入力に対するRL直列回路，RC直列回路の出力波形を計算できる。
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| 5週 |
ステップ応答・パルス応答 |
ステップ電圧およびパルス電圧入力に対するRL直列回路，RC直列回路の出力波形を計算できる。
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| 6週 |
時定数 |
RL直列回路，RC直列回路の時定数を説明し計算できる。
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| 7週 |
微分回路 |
微分回路の出力波形を計算できる。
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| 8週 |
積分回路 |
積分回路の出力波形を計算できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
三相交流回路 |
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。
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| 10週 |
Y結線・Δ結線 |
電源および負荷におけるY結線，Δ結線の変換ができる。
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| 11週 |
Y結線・Δ結線 |
電源および負荷におけるY結線，Δ結線の変換ができる。
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| 12週 |
対称三相回路の電力 |
簡単な対称三相交流回路について解析できる。
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| 13週 |
対称三相回路の電力 |
簡単な対称三相交流回路について解析できる。
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| 14週 |
電力送電 |
電力送電において三相交流が使用される理由を説明できる。
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| 15週 |
電力送電 |
電力送電において三相交流が使用される理由を説明できる。
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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 | 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 |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前1 |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 3 | 前1 |
| 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1,前2,前3 |
| フェーザを用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4 |
| 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6 |
| 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。 | 3 | 前2,前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 | 前5,前6 |
| 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5 |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 3 | 前2,前7,前8 |
| 相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 3 | 前9,前10,前11 |
| 理想変成器を説明できる。 | 3 | 前11 |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前1 |
| 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1,後2,後3,後4,後6,後7,後8 |
| 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。 | 2 | 後10,後11,後12,後13,後14,後15 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | 演習問題 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |