電気回路Ｃ

Circuits Theory C

9973420

73ELECI202

星　伸一

Nobukazu Hoshi

2025年度後期

2025年度

②Second semester

木曜5限

Thursday 5th Period

創域理工学部　電気電子情報工学科

Department of Electrical Engineering, Faculty of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

本授業では、基礎電気工学や、電気回路理論A及び演習で学んだ知識をもとに、ひずんだ波形の扱い方であるひずみ波交流回路について学ぶほか、電源を投入した直後やスイッチが切り替わった直後などに生じる過渡的な現象の解析方法について学ぶ。また、ラプラス変換による解法や、伝達関数とステップ応答の関係についても学ぶ。

基礎電気工学、電気回路理論A/B及び演習に引き続き、さらに他の専門科目に必要な回路解析の基礎を修得することを目的としている。なお、本科目は本学科のディプロマポリシー「電気工学、電子工学、情報通信工学の学問分野に共通した基礎学力と、その上に立つ各分野の専門知識」に該当する科目である。

・フーリエ級数の基礎を理解し、ひずみ波交流回路の電圧、電流、電力の計算方法を身につけることができる。
・過渡現象の解析法を理解し、R-L、R-C、R-L-C回路の過渡現象を理解できるようになる。
・ラプラス変換を用いて過渡解析ができるようになる。
・伝達関数とステップ応答の関係が理解できるようになる。

本講義の受講により、電気電子情報工学の他の専門科目を学ぶ上で必要となる基礎知識を修得することができる。

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/​​​

小テストの実施　Quiz type test／反転授業　Flipped classroom

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（準備学習）各回の授業前に2時間程度、指定した教科書の授業内容に関連した部分を読んでおくこと。また、予習動画のある回については、必ず視聴の上、講義に臨むこと。
（復習）各回の講義内容・演習内容を2時間程度復習し、各回の講義で説明した内容や演習した内容について理解の定着を図ること

到達度評価試験80点、演習20点で評価し、60点以上を合格とする。演習は、講義内容の進捗状況に合わせて授業期間中に適宜実施する。

【フィードバック】
講義中及び講義終了後に質問時間を設けるほか、演習の回答例配布。LETUSによる点数の開示。なお、授業支援BOXが廃止されたため、答案の返却については検討中。

・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

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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://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書：「理工系の基礎　電気・電子工学 -電磁気学から電子回路まで-」，兵庫ほか，丸善出版，2018年発行，978-4-621-30299-6
など多数あり

1 ガイダンスと電気回路理論１の復習（教科書1, 2, 4, 5, 6章）
　シラバスを用いて、この講義の教育内容、目標、成績評価方法・基準を説明する。また、電気回路理論Aで学んだ内容（特に交流回路の計算方法）の復習を行う。

2 ひずみ波交流回路1（教科書9.1）
　今回の目標と概要を理解する。周期関数がフーリエ級数として表現できることを学ぶ。特に、方形波を取り上げ、基本波波形の描き方、第3高調波の加算による波形の変化、第5高調波の加算と波形が近づく原理を学び、低次高調波と波形の再現性について学ぶ。波形を見て基本波が描けるようになる。

3 ひずみ波交流回路2（教科書9.1）
　今回の目標と概要を理解する。偶関数、奇関数などの特殊な周期関数とフーリエ級数の項の関係について学ぶ。すなわち、偶関数であれば余弦波の項だけになること、奇関数であれば正弦波の項だけであることを学ぶ。また、特殊な繰り返し関数の場合の簡単化を学ぶ。簡単にフーリエ級数展開できるようになる。

4 ひずみ波交流回路3（教科書9.2, 9.3）
　今回の目標と概要を理解する。高調波が含まれる電圧源、電流源により駆動される電気回路の電流、電力が計算できるようになる。ひずみ波を含む回路の電圧、電流実効値の定義、算出方法を学び、実効値が計算できるようになる。

5 過渡現象の基礎(教科書3.1, 3.2)
　過渡現象問題とは何か、その一般的解法、すなわち、回路方程式の立て方とその解について学ぶ。特に、その解法のうち、常微分方程式の解法について学ぶ。これにより、回路が与えられた際に回路方程式を立て、瞬時電流や瞬時電圧を表す式を求めることができるようになる。

6 過渡現象の基礎(教科書3.3)
　過渡現象の具体例として、Ｒ−Ｌ直列回路について、最初に直流起電力を加える場合について学ぶ。さらに、時定数の具体的意味について学ぶ。これにより、Ｒ−Ｌ回路の時定数が求められるようになる。
　また、Ｒ−Ｌ直列回路について、起電力を取り除く場合、すなわち、インダクタに電流が流れている状態で回路を遮断した時の現象について学ぶ。これにより、インダクタに電流が流れている状態で、電流を遮断すると大きな電圧が発生することを理解できるようになる。

7 　過渡現象の基礎(教科書3.4)
　Ｒ−Ｃ直列回路の過渡現象について、充電の場合と放電の場合に分けて学ぶ。これにより、充電と放電時のＲ−Ｃ直列回路の挙動について理解できるようになる。　
　また、積分定数と初期条件について学ぶ。すなわち、第１種初期値と第２種初期値について学習し、両初期値が異なる例により、その場合の第２種初期値の求め方を習熟するとともに、積分定数の決定法を学ぶ。これにより積分定数を求められるようになる。

8　過渡現象の基礎(教科書3.5)
　Ｒ−Ｌ−Ｃ直列回路の過渡現象について、Ｒ−Ｌ−Ｃ直列回路の回路方程式を立てて、解を求めることができるようになる。さらに、特性方程式により得られる買いによって、異なる現象が現れることを理解することができるようになる。

9　ラプラス変換による解法（教科書10章）
　ラプラス変換を用いて回路解析を行う方法について学ぶ。これにより、過渡現象をもとめることができるようになる。

10　伝達関数（教科書10.5）
　伝達関数について学ぶ。伝達関数からステップ応答が求められるようになる。 　　
　　
11　極配置と応答（教科書12.1-5）
　伝達関数から極を求める方法について学び、極と応答の関係について理解する。これにより、伝達関数を見て応答が分かるようになる。

12　周波数応答（教科書12.6）
　伝達関数から周波数応答を求める方法について学ぶ。これにより、入力に加えた交流信号に対して、出力に現れる信号の振幅や位相がどのように変化するかが分かるようになる。

13 授業の総括I
　これまでに学んできた内容について、ポイントを整理し理解を深める。

14 授業の総括II
　これまでに学んできた内容について、ポイントを整理し理解を深める。

15 到達度評価・総括III
　到達度評価試験、および授業の総括を行う。

全ての授業を対面で実施する。 

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Mathematica／MATLAB/Simulink

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・ノートパソコンを持参すると良い。

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