概要:
電気基礎(2年),電気回路I(3年)で学習した電気回路をさらに発展させ,三相交流,二端子対回路網,ひずみ波,過渡現象,分布定数回路に関する考え方を身につける。これらの電気回路の基礎的な考え方が想起でき,計算することができる力を身につける。
授業の進め方・方法:
「現象」を頭でイメージしながら,計算問題に取り組んで欲しい。本授業には,電気基礎(2年),電気回路Ⅰ(3年),工業数学(4年)での学習内容の理解が必須である。
注意点:
試験の成績を60%,平素の学習状況等(課題・小テスト・レポート等を含む)を40%の割合で総合的に評価する。前学期の評価は前学期末の評価、後学期の評価は中間と期末の各期間の評価の平均、学年の評価は前学期と後学期の評価の平均とする。なお、通年科目における後学期中間の評価は前学期中間、前学期末、後学期中間の各期間の評価の平均とする。技術者が身につけるべき専門基礎として,到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
対称三相交流起電力とインピーダンスの結線法(Δ接続・Y接続)における,相電圧,線間電圧,相電流,線電流とそのベクトル表現,ならびに有効・無効・皮相電力と非対称三相交流回路,また多相交流回路とブロンデルの定理,回転磁界について学ぶ。 |
対称三相交流起電力交流の発生とその性質を説明できる。
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2週 |
対称三相交流起電力とインピーダンスの結線法(Δ接続・Y接続)における,相電圧,線間電圧,相電流,線電流とそのベクトル表現,ならびに有効・無効・皮相電力と非対称三相交流回路,また多相交流回路とブロンデルの定理,回転磁界について学ぶ。 |
対称三相交流起電力とインピーダンスの結線法(Y-Y接続・Δ-Δ接続)の相電圧,相電流,線間電圧,線電流が説明できる。
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3週 |
対称三相交流起電力とインピーダンスの結線法(Δ接続・Y接続)における,相電圧,線間電圧,相電流,線電流とそのベクトル表現,ならびに有効・無効・皮相電力と非対称三相交流回路,また多相交流回路とブロンデルの定理,回転磁界について学ぶ。 |
対称三相交流起電力とインピーダンスの結線法(ΔY接続の組合せ)が説明できる。
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4週 |
対称三相交流起電力とインピーダンスの結線法(Δ接続・Y接続)における,相電圧,線間電圧,相電流,線電流とそのベクトル表現,ならびに有効・無効・皮相電力と非対称三相交流回路,また多相交流回路とブロンデルの定理,回転磁界について学ぶ。 |
対称三相交流回路の有効電力,無効電力,ブロンデルの定理が説明できる。
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5週 |
対称三相交流起電力とインピーダンスの結線法(Δ接続・Y接続)における,相電圧,線間電圧,相電流,線電流とそのベクトル表現,ならびに有効・無効・皮相電力と非対称三相交流回路,また多相交流回路とブロンデルの定理,回転磁界について学ぶ。 |
V結線の電源および変圧器を利用した三相交流回路の説明ができる。
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6週 |
対称三相交流起電力とインピーダンスの結線法(Δ接続・Y接続)における,相電圧,線間電圧,相電流,線電流とそのベクトル表現,ならびに有効・無効・皮相電力と非対称三相交流回路,また多相交流回路とブロンデルの定理,回転磁界について学ぶ。 |
三相交流による回転磁界を説明できる。
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7週 |
対称三相交流起電力とインピーダンスの結線法(Δ接続・Y接続)における,相電圧,線間電圧,相電流,線電流とそのベクトル表現,ならびに有効・無効・皮相電力と非対称三相交流回路,また多相交流回路とブロンデルの定理,回転磁界について学ぶ。 |
不平衡三相交流負荷に対する諸計算ができる。
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8週 |
二端子対回路の行列表現とパラメータ,等価回路について学ぶ。 |
二端子対回路のY,Z,H,Gパラメータを求めることができる。
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2ndQ |
9週 |
二端子対回路の行列表現とパラメータ,等価回路について学ぶ。 |
二端子対回路のFパラメータを求めることができる。
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10週 |
二端子対回路の行列表現とパラメータ,等価回路について学ぶ。 |
二端子対回路のFパラメータを使って,入力・出力インピーダンスを計算できる。
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11週 |
二端子対回路の行列表現とパラメータ,等価回路について学ぶ。 |
二端子対回路を直列接続,並列接続,縦続接続したときのパラメータを求めることができる。
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12週 |
二端子対回路の行列表現とパラメータ,等価回路について学ぶ。 |
二端子対回路の伝送的性質(反復パラメータ・影像パラメータ)が説明できる。
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13週 |
低域・高域・帯域フィルタの特性について学ぶ。 |
低域・高域・帯域フィルタの役割と分類について説明できる。
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14週 |
低域・高域・帯域フィルタの特性について学ぶ。 |
定K形フィルタの特性について計算できる。
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15週 |
二端子回路網とインピーダンス,逆回路,定抵抗回路について学ぶ。 |
二端子回路網の数式表現が理解でき,逆回路・定抵抗回路が説明できる。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
直流RC回路とRL回路の過渡現象と初期条件について学ぶ。 |
回路の過渡現象の考え方を説明できる。時定数を説明できる。
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2週 |
直流RC回路とRL回路の過渡現象と初期条件について学ぶ。 |
回路現象を微分方程式で表現でき,RC回路やRL回路の過渡現象の一般解が計算できる。
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3週 |
直流RC回路とRL回路の過渡現象と初期条件について学ぶ。 |
回路現象を微分方程式で表現でき,RC回路やRL回路の過渡現象の一般解が計算できる。
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4週 |
回路方程式のラプラス変換を用いた解法について学ぶ。 |
ラプラス変換を用いた過渡現象解析について計算できる。
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5週 |
回路方程式のラプラス変換を用いた解法について学ぶ。 |
ラプラス変換を用いた過渡現象解析について計算できる。
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6週 |
回路方程式のラプラス変換を用いた解法について学ぶ。 |
ラプラス変換を用いた過渡現象解析について計算できる。
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7週 |
直流RLC回路の過渡現象と初期条件について学ぶ。 |
直流RLC回路の過渡現象の解を条件ごとに計算できる。
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8週 |
交流回路の過渡現象について学ぶ。 |
回路に正弦波電圧を加えた場合の過渡現象について説明できる。
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4thQ |
9週 |
ひずみ波のフーリエ級数展開とその特性,周波数スペクトルについて学ぶ。 |
ひずみ波をフーリエ級数展開で表現することが説明できる。
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10週 |
ひずみ波のフーリエ級数展開とその特性,周波数スペクトルについて学ぶ。 |
基本的な波形のフーリエ級数展開が計算できる。ひずみの状態を表す諸量について説明できる。
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11週 |
分布定数回路1 [11-13]:分布定数回路の基礎方程式と特性インピーダンスについて学ぶ。 |
集中定数回路と分布定数回路の違いについて説明できる。
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12週 |
分布定数回路の基礎方程式と特性インピーダンスについて学ぶ。 |
伝搬方程式と基本解を求めることができる。
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13週 |
分布定数回路の基礎方程式と特性インピーダンスについて学ぶ。 |
分布定数回路の基本解について,その特徴を説明できる。
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14週 |
有限長線路における特性と,入力インピーダンス,反射係数と定在波,整合回路について学ぶ。 |
特性インピーダンス,無損失線路,無ひずみ線路の境界条件について説明できる。
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15週 |
有限長線路における特性と,入力インピーダンス,反射係数と定在波,整合回路について学ぶ。 |
特性インピーダンス,無損失線路,無ひずみ線路の境界条件について説明できる。
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16週 |
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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。 | 4 | 後4,後5,後6 |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 4 | 後4,後5,後6 |
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 4 | 後4,後5,後6 |
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 | 後4,後5,後6 |
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 4 | 前6 |
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 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6 |
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6 |
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6 |
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。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6 |
瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6 |
フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6 |
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。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6 |
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | 前1,前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。 | 4 | 前1,前2 |
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 4 | 前13,前14,後1 |
相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 4 | 前10 |
理想変成器を説明できる。 | 4 | 前10 |
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 4 | 前6 |
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。 | 4 | 後4,後5,後6,後8,後9,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。 | 4 | 後4,後5,後6,後8,後9,後10,後11 |
重ねの理を用いて、回路の計算ができる。 | 4 | 前8,前9,前10,前11,前12 |
網目電流法を用いて回路の計算ができる。 | 4 | 前8,前9,前10,前11,前12 |
節点電位法を用いて回路の計算ができる。 | 4 | 前8,前9,前10,前11,前12 |
テブナンの定理を回路の計算に用いることができる。 | 4 | 前8,前9,前10,前11,前12 |