電気回路２

電気回路２

994331B

43ELECI201

朱　聞起、山口　順之

Nobuyuki Yamaguchi, Wenqi Zhu

2024年度前期

2024 First Semester

火曜3限

Tuesday 3rd Period

工学部　電気工学科

Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

電気工学、電子工学にとって、受動素子からなる電気回路における電流や電圧の振る舞いを理解していることは、通信システムや通信回路の設計、電力系統の理解、制御系の設計、半導体の製造など幅広い分野の技術者に要求される。
　本講義では、電気系技術者の基礎力となる２端子対回路の考え方、過渡的な電圧や電流の変化、分布定数回路の考え方、スペクトルの考え方について学ぶ。
For electrical and electronics engineering, understanding of the behavior of current and voltage in electrical circuits consisting of passive elements is a wide range of such as communication system and communication circuit design, power system understanding, control system design, semiconductor manufacturing which are required.
In this course, students will learn about the concept of two-port networks, transient voltage and current changes, the concept of distributed element circuits, and the concept of spectrum, which are the basis for electrical engineers.

電気回路の基礎的な取扱い方法を修得し、様々な回路における電圧、電流の振る舞いを計算できるようにする。
To learn basic treating methods of electrical circuits, and to be able to calculate the behavior of voltage and current in various circuits.

・どのような構成の受動回路であっても、任意の点における電圧と電流を方程式をたてて求められるようになる。
・過渡的な電圧や電流を、微分方程式やラプラス変換を駆使して求めることが出来るようになる。
・分布定数回路として扱わなければならない前提条件を理解し、電圧と電流を時間と位置の関数で表現できるようになる。
・すべての周期信号がその周波数の整数倍の正弦波の和によって合成できることを理解し、スペクトルを求めることができるようになる。
-Calculate the voltage and current at arbitrary points by making an equation for any configuration of passive circuits.
-Transient voltage and current can be obtained using differential equation and Laplace transform.
-Understand the preconditions that must be treated as a distributed element circuit, and it becomes possible to express voltage and current as a function of time and position.
-Understand that all periodic signals can be synthesized by the sum of sine waves of integral multiples of the frequency, and to obtain a spectrum.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

電気回路基礎，電気回路１の内容を理解しておくこと。
Understand the contents of Basics of Electrical Circuits and Electrical Circuit 1.

小テストの実施　Quiz type test

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事前にLETUSの指示に従って予習し、授業に出席すること。
Follow the instructions provided on LETUS to prepare for the class and attend it.

中間・期末の到達度評価試験（60%）とレポート（40%）で評価する。
Achievement is evaluated by mid-term and final achievement evaluation tests (60%) and reports (40%).

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

Y

電気回路論 ３版改訂  電気学会/平山博・大附辰夫/オ−ム社

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
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１　　２端子対回路（１）
　次の各パラメータの定義と意味を例題を入れながら説明
　（１）インピーダンスパラメータ、（２）アドミタンスパラメータ、（３）Hパラメータ、（４）Gパラメータ、（５）４端子定数、（６）影像パラメータ

２　　２端子対回路（２）
　影像パラメータにおける伝達定数θについて、バートレットの２等分定理

３　　基本回路の過渡現象（１）
　RL回路で直流電圧源を印加したあるいは除去した時の過渡電流を線形微分方程式により解く
　RC回路で直流電圧源を印加したあるいは除去した時の過渡電流を線形微分方程式により解く

４　　基本回路の過渡現象（２）
　時定数について。初期電荷がある場合の解
　RLC回路で直流電圧源を印加したあるいは除去した時の過渡電流を線形微分方程式により解く
　非振動的、臨界的、振動的の３つの場合を取り扱う

５　　ラプラス変換（１）
　ラプラス変換の定義、ラプラス変換の諸法則の説明

６　　ラプラス変換（２）
　RL回路、RC回路の過渡現象の解法の説明

７　　これまでの復習と課題
　電気回路２前半のまとめ

８　　ラプラス変換（３）
　正弦波交流電源を持つ回路

９　　ラプラス変換（４）
　周期的なパルス電源を持つ回路

１０　　分布定数回路（１）
　集中定数回路との違い、基礎方程式の説明
　正弦波定常状態の分布定数回路

１１　　分布定数回路（２）
　無損失である条件、無歪条件、任意の位置の電圧・電流

１２　　分布定数回路（３）
　反射と透過、線路の共振、過渡現象

１３　　フーリエ級数展開・フーリエ変換
　フーリエ変換の定義と意味、周期的信号のフーリエ変換とスペクトル、孤立信号のフーリエ変換とスペクトル

１４　　これまでの復習と課題，総合問題演習
　電気回路２後半のまとめ

１５　到達度評価試験と解説

1 Two-port network (1)
Explain the definition and meaning of each of the following parameters with examples
(1) Impedance parameter, (2) Admittance parameter, (3) H parameter, (4) G parameter, (5) 4 terminal constant, (6) Image parameter

2 Two-port network (2)
Bartlett's bisector theorem for the transmission constant θ in the image parameter

3 Transient phenomenon of basic circuit (1)
Solving the transient current when a DC voltage source is applied or removed in the RL circuit by a linear differential equation
Solving the transient current when a DC voltage source is applied or removed in an RC circuit using a linear differential equation

4 Transient phenomenon of basic circuit (2)
About the time constant. Solution when there is an initial charge
Solving the transient current when a DC voltage source is applied or removed in the RLC circuit by a linear differential equation
Handles three cases: non-vibration, critical, and vibration

5 Laplace transform (1)
Definition of Laplace transform, explanation of various laws of Laplace transform

6 Laplace transform (2)
Explanation of how to solve transient phenomena in RL circuits and RC circuits

7 Review and tasks so far
Summary of the first half of electric circuit 2

8 Laplace transform (3)
Circuit with sine wave AC power supply

9 Laplace transform (4)
Circuit with periodic pulse power supply

10 Distributed constant circuit (1)
Explanation of basic equations, differences from lumped constant circuits
Sine wave steady state distribution constant circuit

11 Distributed constant circuit (2)
Loss-free condition, distortion-free condition, voltage / current at any position

12 Distributed constant circuit (3)
Reflection and transmission, line resonance, transient phenomenon

13 Fourier series expansion / Fourier transform
Definition and meaning of Fourier transform, Fourier transform and spectrum of periodic signal, Fourier transform and spectrum of isolated signal

14 Review and comprehensive exercise
Summary of the latter half of electric circuit 2

15 Achievement evaluation test and commentary

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MATLAB/Simulink

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