2020年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 回路理論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 高瀬 浩一 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M24M |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 現代理工学の基盤となっている電気・電子回路の動作は、これらを構成する回路素子である抵抗、インダクタ、キャパシタ、電源の組合せ(回路網)によりきまる。講義では電気・電子回路の基本である直流回路からはじめ、交流回路、周期関数のフーリエ展開、正弦波交流、分布定数回路、四端子網、Maxwellの方程式と電磁波に対する基本的な事項を学び，コンピュータや通信技術の基礎となる知識を修得する。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
講義形式で行う。 |
| 履修条件 | 高校で学んだ程度の回路の基礎 |
授業計画
| 第1回 | 基礎事項の確認 シラバスを確認しながら、全15週の講義内容を説明するとともに、この講義の意義も説明する。 【事前学習】シラバスを見ながら、高校物理の範囲と重なる点をみておくこと。（60分） 【事後学習】高校物理の範囲の回路に対して、学習し直しておくこと。（60分） |
|---|---|
| 第2回 | 高校の復習（直流回路における直列と並列） 高校で学んだ直流回路について、基礎事項の確認を行う。 【事前学習】高校物理の範囲の回路に対して、学習し直しておくこと。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第3回 | 直流回路網：キルヒホッフ第一法則、キルヒホッフの第二法則 複数の分岐がある回路において、回路方程式をたてるための基礎法則を学ぶ。 【事前学習】シラバスに記されている参考書等でキルヒホッフ第一法則、キルヒホッフの第二法則について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第4回 | 回路素子に流れる電流を求めるための閉路方程式 キルヒホッフの法則をもちいて、閉路方程式を導き、実際に解いてみる。 【事前学習】シラバスに記されている参考書等で閉路方程式のたて方について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第5回 | 回路の節点の電位を求める節点方程式、重ね合わせの定理、相反定理 閉路方程式をより簡単に解くための重ね合わせの定理をまなぶ。 【事前学習】シラバスに記されている参考書等で重ね合わせの定理について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第6回 | 鳳・テブナンの定理、2端子回路網 ここでは、閉路方程式の連立方程式を解くことなく、回路の電流値や電圧値を導出できる定理をまなぶ。 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、鳳・テブナンの定理について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第7回 | 理解度確認試験 直流回路理論の基礎の理解度を測るために、確認テストをおこなう。 【事前学習】直流回路における閉路方程式についてまとめ、理解する。（180分） 【事後学習】試験で解けなかった問題がある場合は、それをまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第8回 | 交流回路と受動素子 直流回路では登場しなかったコンデンサーやコイルの役割や特性につていて学ぶ。 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、コンデンサーやコイルの役割について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第9回 | 交流電力と実効値 交流電力や実効値について、数式を用いてその特性や定義の根幹を学ぶ。 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、交流電力とその実効値について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第10回 | インピーダンスとアドミタンス（直列、並列、直並列） いろいろな接続に対する合成抵抗を複素平面を用いて理解する。 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、合成インピーダンスの考え方について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第11回 | インピーダンスとアドミタンス（周波数依存性） 合成抵抗の周波数特性を数式から理解し、その振る舞いを図示して理解する。 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、合成インピーダンスの周波数特性について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第12回 | 直列共振 直列における共振現象と共振周波数、ゲインについて学ぶ。 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、直列共振とQ値について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第13回 | 並列共振 並列における共振現象と共振周波数、ゲインについて学ぶ。 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、並列共振とQ値について予習をすること。（60分） 【事後学習】講義で理解できなかった点がある場合は、その点をまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第14回 | 授業内試験 交流回路理論の基礎の理解度確認のために、６０分の試験を実施する。 【事前学習】交流回路における合成インピーダンスについてまとめ、理解する。（180分） 【事後学習】試験で解けなかった問題がある場合は、それをまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） |
| 第15回 | 解説 理解度確認試験の回答について解説を行い、理解度をより深いものにする。 【事前学習】試験で解けなかった問題がある場合は、それをまとめて、次回講義で質問できるようにしておくこと。（60分） 【事後学習】これまでの総復習を行い、根幹となる原理をまとめ、理解もれがないようにする。（180分） |
その他
| 教科書 | |
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| 参考書 |
斎藤正男 『電気回路入門』 コロナ社
後藤憲一、山崎修一郎 『電磁気学演習』 共立出版株式会社 2001年 第1版
Michael R. Lindeburg, P.E., Engeineer-in-Trainning-Reference-Manual, Professional Publications, INC., 1998, 8 edition
永井啓之亮、奥野 光 『基礎からの電気回路』 昭晃堂 2003年 第初版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
中間試験と期末試験の合計（90％）と平常点（出席など10％）の総和が60%を越える者を合格とする。 |
| 質問への対応 | 授業直後かオフィスアワー |
| 研究室又は 連絡先 |
7号館1階711C室 |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 17:00 ～ 19:00
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| 学生への メッセージ |