概要:
本科目は、第3学年で学んだ電気回路に関する理論を基礎にしており、電気・電子工学関係の資格試験、大学編入試験、就職試験などの出題範囲となる頻度が高い。
授業の進め方・方法:
多相交流、ひずみ波交流、過渡現象など、より高度な電気回路理論について講義する。これらの学習を通して、三相交流の基礎と電源系統への応用、周期関数のフーリエ級数展開とひずみ波の取り扱い及び線形受動回路の過渡応答に関する定量的解析能力を養う。
注意点:
規定授業時数は６０時間です。フーリエ級数展開やラプラス変換は、電子工学系技術者にとっては重要です。３学年次の電気回路学Ⅰの講義内容について十分に復習して受講してください。
各授業項目の自学学習のために授業中に演習問題を与えたり、レポート課題を与えます。質問等は空き時間に随時受けつけます。
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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
３年次の応用（１） |
本授業の概要や評価方法に関するガイダンスを行なう。
３年時までに学習した電気回路の応用問題を解くことができる。
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| 2週 |
３年次の応用（２） |
３年時までに学習した電気回路の応用問題を解くことができる。
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| 3週 |
３年次の応用（３） |
３年時までに学習した電気回路の応用問題を解くことができる。
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| 4週 |
３年次の応用（４） |
３年時までに学習した電気回路の応用問題を解くことができる。
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| 5週 |
三相交流と電力（１） |
電源側、負荷側を星型結線、環状結線とした四つの組み合わせに対し、三相交流の回路計算、有効電力、無効電力の測定法について理解し説明できる。
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| 6週 |
三相交流と電力（２） |
電源側、負荷側を星型結線、環状結線とした四つの組み合わせに対し、三相交流の回路計算、有効電力、無効電力の測定法について理解し説明できる。
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| 7週 |
三相交流と電力（３） |
電源側、負荷側を星型結線、環状結線とした四つの組み合わせに対し、三相交流の回路計算、有効電力、無効電力の測定法について理解し説明できる。
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| 8週 |
三相交流と電力（４） |
電源側、負荷側を星型結線、環状結線とした四つの組み合わせに対し、三相交流の回路計算、有効電力、無効電力の測定法について理解し説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験 |
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| 10週 |
三相交流と電力（５） |
電源側、負荷側を星型結線、環状結線とした四つの組み合わせに対し、三相交流の回路計算、有効電力、無効電力の測定法について理解し説明できる。
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| 11週 |
ひずみ波交流（１） |
ひずみ波の発生と波形合成/分解について理解し説明できる。
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| 12週 |
ひずみ波交流（２） |
ひずみ波の発生と波形合成/分解について理解し説明できる。
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| 13週 |
ひずみ波交流（３） |
ひずみ波の発生と波形合成/分解について理解し説明できる。
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| 14週 |
ひずみ波交流（４） |
ひずみ波の発生と波形合成/分解について理解し説明できる。
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
答案返却 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
フーリエ級数を用いたひずみ波の解析（１） |
フーリエ級数展開を理解し、基本的なひずみ波についてはフーリエ級数展開できる。
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| 2週 |
フーリエ級数を用いたひずみ波の解析（２） |
フーリエ級数展開を理解し、基本的なひずみ波についてはフーリエ級数展開できる。
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| 3週 |
フーリエ級数を用いたひずみ波の解析（３） |
フーリエ級数展開を理解し、基本的なひずみ波についてはフーリエ級数展開できる。
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| 4週 |
フーリエ級数を用いたひずみ波の解析（４） |
ひずみ波の実効値、ひずみ率、ひずみ波交流の電力が計算できる。
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| 5週 |
フーリエ級数を用いたひずみ波の解析（５） |
ひずみ波の実効値、ひずみ率、ひずみ波交流の電力が計算できる。
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| 6週 |
過渡現象（１） |
回路方程式の立て方、初期条件の設定の仕方と解き方を理解し説明できる。
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| 7週 |
過渡現象（２） |
RC回路、RL回路、LC回路およびRLC回路の回路方程式を解くことができる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
過渡現象（３） |
RC回路、RL回路、LC回路およびRLC回路の回路方程式を解くことができる。
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| 10週 |
過渡現象（４） |
RC回路、RL回路、LC回路およびRLC回路の回路方程式を解くことができる。
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| 11週 |
過渡現象（５） |
過渡現象中に消費されるエネルギー、RLC回路における過制動、臨界制動、不足制動（振動）の概念を理解し説明できる。
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| 12週 |
過渡現象（６） |
過渡現象中に消費されるエネルギー、RLC回路における過制動、臨界制動、不足制動（振動）の概念を理解し説明できる。
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| 13週 |
ラプラス変換（１） |
ラプラス変換を用いた過渡現象の解析法を理解し説明できる。
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| 14週 |
ラプラス変換（２） |
ラプラス変換を用いた過渡現象の解析法を理解し説明できる。
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| 15週 |
後期期末試験 |
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| 16週 |
答案返却 |
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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 | |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 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。 | 4 | |
| 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 | |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 4 | |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 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 | |
| 平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
| 正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | |
| フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。 | 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。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 4 | |
| 交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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。 | 4 | |
| 電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 4 | |
| 対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 4 | |
| 直流機の原理と構造を説明できる。 | 4 | |
| 誘導機の原理と構造を説明できる。 | 4 | |
| 同期機の原理と構造を説明できる。 | 4 | |
| 変圧器の原理、構造、特性を説明でき、その等価回路を説明できる。 | 4 | |
| 半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。 | 4 | |
| 電力システムの構成およびその構成要素について説明できる。 | 4 | |
| 交流および直流送配電方式について、それぞれの特徴を説明できる。 | 4 | |