2023 年度電気回路Ⅲ シラバス

【 2023 年度授業概要】
科　　　目			電気回路Ⅲ ( Electric Circuit III )
担当教員			津吉彰教授
対象学年等			電気工学科・4年・後期・必修・2単位【講義】 ( 学修単位II )
学習・教育目標			A4-E1(100%)
授業の概要と方針			本科目では1－3年で学んだ電気回路の復習を行うとともに，交流回路，直流回路にわたる瞬時値解析（過渡解析）について学ぶ．そのために必要な回路の定理，回路素子の特性を理解させ，回路の方程式を導く事ができるようにさせる．通常の数学で扱う微分方程式を理解させた上で，ラプラス変換を導入し，回路の微分方程式の解法を学ばせる．また，回路の解析のために必要な式の導出過程を整理するために状態方程式の概念を導入する．回路網関数を利用した回路の表現を理解させる．
到達目標		1	【A4-E1】回路解析に必要な微分方程式が解ける．
		2	【A4-E1】 KVL，KCLを用いて回路の過渡解析に必要な式が導出できる．
		3	【A4-E1】標準状態方程式の導出ができる．
		4	【A4-E1】回路網関数の導出ができる．
		5	【A4-E1】回路の定理を駆使し，回路の簡単化ができる．
		6	【A4-E1】回路方程式の導入のためのグラフ理論を理解し，簡単な回路を解析できる．
		7	【A4-E1】ラプラス変換を利用して回路が解析できる．
		8	【A4-E1】過渡解析に必要な定常解が求められる．
		9	【A4-E1】交流回路の定常解析ができる．
		10
評価方法と基準	到達目標毎	1	回路解析に必要な微分方程式として1階，2階の微分方程式の問題を解ける事を小テストならびに試験で確認する．基本的な問題のおおよそ60%正答を基準とする．
		2	具体的な回路について，KVL，KCLを用いて回路の過渡解析に必要な式が導出できる事を小テストならびに試験で確認する．基本的な問題のおおよそ60%正答を基準とする．
		3	複雑でない回路について標準状態方程式の導出ができる事を小テストならびに試験で確認する．基本的な問題のおおよそ60%正答を基準とする．
		4	複雑でない回路について回路網関数の導出ができる事を小テストならびに試験で確認する．基本的な問題のおおよそ60%正答を基準とする．
		5	やや複雑な回路をより単純な回路へ，回路の簡単化ができる事を試験で確認する．基本的な問題のおおよそ60%正答を基準とする．
		6	回路方程式の導入のためのグラフ理論を理解し，簡単な回路を解析できる事を試験で確認する．基本的な問題のおおよそ60%正答を基準とする．
		7	具体的な問題についてラプラス変換を利用して回路が解析できる事を小テストならびに試験で確認する．基本的な問題のおおよそ60%正答を基準とする．
		8	具体的な問題について過渡解析に必要な定常解が求められる事を小テストならびに試験で確認する．基本的な問題のおおよそ60%正答を基準とする．
		9	交流回路の問題について試験で確認する．基本的な問題のおおよそ60%正答を基準とする．
		10
	総合評価		成績は，試験85%　小テスト15%　として評価する．100点満点で60点以上の評価で合格とする．後期中間試験40%，後期定期試験60%の比率で試験の成績とする．上記に関わらず，後期定期試験で100点満点で60点以上の成績を収めたものは60点以上の評価とする．
テキスト			「よくわかる電気回路」：津吉彰（電気書院）
参考書			「電気回路基礎ノート」：森真作（コロナ社）
関連科目			電気回路I，II，電力工学I，II
履修上の注意事項			回路解析で使用する微分方程式の解法について熟知しておく必要がある．ノートは試験の持ち込み資料として認める場合があるので，整理して保管しておく事．場合により再試験を実施する場合がある．

【授業計画（電気回路Ⅲ ）】
週	上段：テーマ／下段：内容（目標、準備など）
1	交流回路の基礎とフェーザ法（第2章）
1	第2章の基礎事項を学び，交流回路の計算，交流電力の計算，ベクトル軌跡を学び，小テストを行う．
2	過渡解析　微分方程式（R-L回路）（第6章）
2	R-L回路，R-C回路について，KVLから微分方程式を導出し，解くプロセスを解説する
3	微分方程式（RLC回路）（第6章）R-L回路，R-C回路，RLC回路について過渡解析の演習
3	RLC回路について，KVLから微分方程式を導出し，解くプロセスを解説する．R-L回路，R-C回路，RLC回路について過渡解析の演習をする
4	回路の方程式の導出練習
4	様々な回路について，過渡解析のための回路方程式の導出演習をする
5	回路方程式，初期条件の導出（第6章－4）
5	電荷保存則，磁束保存則による初期条件の導出を解説する．
6	小テスト
6	基本的な回路の過渡応答について，微分方程式であらわされた回路方程式を導き，解けるか小テストで確認する．基準に達しない場合は課題を与える．
7	ラプラス変換の復習
7	ラプラス変換，逆変換の演習を行い，ラプラス変換を利用して微分方程式が確実に解けるようにする．
8	後期中間試験
8	回路方程式を導出して，過渡解析が行えるか，ラプラス変換による微分方程式の解放が理解できているかを中間試験で確認する
9	ラプラス変換を用いた回路解析（第7章）
9	回路方程式を導出し，ラプラス変換を用いて，微分方程式を解く練習をする．微分方程式の導出を必要としないラプラス変換による解析法について学ぶ．
10	インパルス，インディシャル応答，任意の波形の応答（第7章－2）小テスト
10	ラプラス変換による回路解析において，インパルス，インディシャル応答の意義を解説する．複雑な波形に対する応答の解析方法について解説する．ラプラス変換による過渡解析の理解度について小テストで確認する
11	回路網関数（第8章－3）
11	電圧伝達関数を中心とした回路網関数を学び，演習をする
12	回路網関数の小テスト，状態方程式の導出（第9章）
12	回路網関数の理解度を小テストで確認する．状態微分方程式の導出方法について学び，その意義，導出方法を解説する．
13	状態微分方程式の小テスト，分布定数回路の意味，解析方法，2端子対回路網
13	状態微分方程式の導出について小テストを行う．分布定数回路，2端子対回路網の解析のため，伝送行列などについて学ぶ．
14	3年の電気回路IIの復習（第5章回路方程式）
14	電気回路IIの復習を行う．特にカットセット方程式について学ぶ．
15	電気回路I，IIの復習（交流回路の応用）（第4章），試験前の全般的な復習
15	交流回路の応用を復習する．過去問を提示し，試験問題の水準を示す．
備考	後期中間試験および後期定期試験を実施する．本科目の修得には，30 時間の授業の受講と 60 時間の事前・事後の自己学習が必要である．後期定期試験で60点以上の成績を収めたものは，それまでの成績に関わらず合格とする．場合により再試験を実施する場合がある．事前・事後の自己学習が必要である．事前学習としてテキスト各章の基本事項等の予習をすること．予習の必要がない場合は事前学習課題をあたえる．また事後学習として，課題並びに小テストのための学習を十分して下さい．