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授業の目標
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電気回路学は、抵抗やコイル、コンデンサといった受動素子によって構成された回路を対象とし、電流や電圧などを求めることによって回路の諸特性を知るための学問である。授業目標として、
1． 電流や電圧・電力を求めるなど基礎的な回路問題を解くために、オームの法則、キルヒホッフの法則、重ね合わせの理、テブナンの定理などの物理法則や回路方程式を理解する。
2． 交流回路における電圧・電流を求めるために、位相やインピーダンス、アドミタンスなどの基本概念や、複素表示を用いた合成インピーダンス、合成アドミタンスなどの諸概念を理解する。
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到達目標
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1． オームの法則、キルヒホッフの法則、重ね合わせの理、テブナンの定理などの物理法則や回路方程式の作成法・解法を実行でき、電流や電圧・電力を求めるなど基礎的な回路問題を解くことができる。
2． 交流回路に対し、位相やインピーダンス、アドミタンスなどの基本概念を説明でき、合成インピーダンス、合成アドミタンスを求めることができ、また複素表示を用いた解法で回路の電圧・電流を求めることができる。
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身につく能力
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＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○【知識・理解・技術】
１．各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】
２．幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】
３．多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】
４．時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
【問題発見・解決能力】
５．専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【ｸﾞﾛｰｶﾙ・創造的思考力】
６．地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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電気回路中の電流や電圧を求めるには式(回路方程式)をたてて、それを解く必要がある。直流回路の場合、オームの法則や電流の保存則(キルヒホッフの法則)などの物理法則を用いれば、電流や電圧を未知とした代数方程式をたてることができ、それを解けば複雑な回路であっても電流や電圧が得られることを説明する。一方、交流は直流と異なり、その表現には大きさの他に位相も必要になるため、そのままでは単純な代数方程式で表すことはできない。そこで、電流や電圧およびインピーダンスを複素数として表現すれば、大きさと位相を代数的に扱えるようになり、直流回路と同様な解き方が可能となることを説明する。
板書とスライドを併用して授業を進める。
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授業の計画
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１． 電流と電圧：電流・電圧などの電気回路の基本的な物理量の定義
２． オームの法則、電圧・電流の方向
３． 抵抗の直列と並列接続、合成抵抗の計算、分圧器、分流器
４． 電圧源、電流源、電力と電力量
５． キルヒホッフの法則(電流則、電圧則）、枝電流法による回路網方程式の立て方とその解法
６． 閉路電流法による回路網方程式の立て方とその解法
７． 回路理論における諸定理I：重ね合わせの理とその応用
８． 回路理論における諸定理II：テブナンの定理とその応用
９． 受動回路素子：変動電圧・電流、抵抗、インダクタ、コンデンサ、その構造と性質
10． 正弦波交流：正弦波電圧・電流の三角波関数表示、瞬時値と位相
11． 交流電力と実効値
12． 複素数の基礎，正弦波電圧・電流の複素表示とフェーザ表示
13． インピーダンスとアドミッタンス、その直列・並列接続
14． 複素表示による電圧・電流の計算
15． 総復習・補足
16. 定期試験
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授業時間外学修の指示
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・授業前に相当する教科書の部分を予習として読んでおくこと。
・授業で理解できなかったところは、基礎演習などの時間を使って復習しておくこと。
・その他、授業時に随時指示する。
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成績評価の方法
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・成績評価：定期試験： 60％； 演習およびレポート： 40％
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テキスト・参考書等
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テキスト：伊佐 弘 他『基礎電気回路(第２版)』森北出版 税込2,200円 ISBN:978-4-627-73293-3
参 考 書：特になし
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履修上の留意点
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毎回出席をとる。授業中の質問など、積極的に学ぶ姿勢を歓迎する。
【manabaの利用法】
クイズ提出、質問への応答等
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資料
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備考
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