授業科目

電気回路
Circuit Theory 

担当者

准教授 陳 春平
後 水1
准教授 土屋 健伸
後 水1

単位

2

到達目標

本講義の到達目標は、受講生が「電気回路Ⅰ」に引き続き、①電気・電子分野における電気現象を理論的に捉えるための電気回路論の役割を理解し、相互誘導現象を理解でき、インピーダンス整合の概念を理解し説明できること、②交流ブリッジ回路を用いた各種素子の測定法を理解し説明できること、③1ポート回路について、与えられた回路の回路網関数の特徴および周波数特性の解析法を理解し、また、与えられた周波数特性を実現する回路の設計法を理解し説明できること、④2ポート回路のマトリックス表現とパラメータ計算法および周波数応答関数を理解し説明できること、⑤三相回路について理解し説明できること、⑥スイッチを含む回路の過渡現象解析法を理解し説明できることである。

授業内容

電気・電子工学の基本である電気回路論の基礎的事項を理解し、回路解析・設計への応用力を高めるため、「電気回路Ⅰ」に引き続き、以下に述べるような事柄について、随時、演習を交えながら講義する。
先ず、①相互誘導素子、インピーダンス整合、交流ブリッジについて学んだ後、②1ポート回路の回路網関数と周波数特性、③2ポート回路の応答関数と周波数特性、④三相回路について学習し、⑤微分方程式およびラプラス変換法による過渡現象解析手法について学ぶ。
なお、本科目は電気主任技術者資格取得に関する以下の学科目の概要を含む。
1.線形電気回路の時間・周波数領域における解析法、2.過渡現象の解析

授業計画

教科書または配布資料に沿って講義を進める。教科書または配布資料に目を通した上で出席していることを前提に講義する。また、各回の授業内容は前回までの知識を基礎としている。従って、毎回の予習・復習が重要である。
各回の講義予定内容は以下に示す通りであるが、受講者の理解度により若干、変動することがある。
 1.1ポート回路①
   1ポート一般回路とその回路網関数の一般的性質について学び、さらに 1ポートリアクタンス回路とそのリアクタンス関数の特徴を学ぶ。
 2.1ポート回路②
   1ポートリアクタンス回路の周波数特性の解析法について学び、さらに、 1ポートリアクタンス回路の設計法について学ぶ。
 3.2ポート回路①
   2ポート回路のZパラメータ表現式と算定法を学び、2ポート回路の直列接続回路の解析法を学ぶ。更に周波数応答関数とその周波数特性について学ぶ。
 4.2ポート回路②
   2ポート回路のYパラメータ表現式と算定法を学び、2ポート回路の並列接続回路の解析法を学ぶ。更に周波数応答関数とその周波数特性について学ぶ。
 5.2ポート回路③
   2ポート回路のFパラメータ表現式と算定法を学び、2ポート回路の縦続接続回路の解析法を学ぶ。更に周波数応答関数とその周波数特性について学ぶ。また各種パラメータ間の関係についても学ぶ。
 6.相互インダクターを含む交流回路の解析法
   相互インダクターの電磁現象とその回路表現法について学ぶ。
 7.理想変圧器とインピーダンス整合
   相互インダクターの結合係数、理想変圧器およびインピーダンス整合について学ぶ。
 8.三相回路
   三相電圧、電流の特徴を学んだ後、三相電力、三相結線法について学ぶ。
 9.微分方程式による回路の過渡現象解析①
   微分方程式の構成方法を学んだ後、過渡解、定常解、一般解の導出方法を学び初期値設定により解が定まることを学ぶ。
10.微分方程式による回路の過渡現象解析②
   R-L回路、R-C回路の過渡現象解析の実際を学んだ後、状態方程式と呼ばれる微分方程式の構成方法について学ぶ。
11.ラプラス変換法による回路の過渡現象解析①
   ラプラス変換の基本について学んだ後、微分、積分定理や推移定理等のラプラス変換の性質に関する定理を学ぶ。
12.ラプラス変換法による回路の過渡現象解析②
   基本的な時間関数のラプラス変換を学ぶ。
13.ラプラス変換法による回路の過渡現象解析③
   代表的な回路について、ラプラス変換法の適用による過渡解析手法を学ぶ。
14.まとめ
   講義全体のまとめ及び質疑・応答時間を設ける。

授業運営

おおむね、授業計画に従って、授業時間毎に履修すべき事項を解説する。毎回出席することが重要である。
また、履修事項の修得を確実にするため、各単元終了時に学んだ内容に関する小テストを行う。

評価方法

2ポート回路表現や過渡現象解析の原理を理解した上で、具体的な電気回路についての解析計算を効率的に行えることが重要である。この観点から、平常点(小テスト、課題)40%、セメスター定期試験60%、として評価する。

オフィスアワー

開講時に各担当者より指示する。

使用書

川上正光『基礎電気回路I,II,III』(電子通信大学講座)

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