回路の応答 (E44S)

日本大学理工学部

2020年短期大学部シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科

設置情報

科目名	回路の応答
設置学科	ものづくり・サイエンス総合学科	学年	2年
担当者	田邊　一夫	履修期	後期
単位	2	曜日時限	木曜4
校舎	船橋	時間割CD	E44S
クラス
履修系統図	履修系統図の確認
その他	実務経験のある教員による授業科目

概要

学修到達目標	電気回路に加えられる信号波としての種々の周期波形やパルス波形に対する回路の時間領域における応答，周波数領域における応答，および回路の信号伝達特性を求めることは，電気・電子・情報の分野でよく行われることであり，回路の解析，設計の基礎である。主に簡単な回路について微分方程式による解析，ラプラス変換を用いた時間領域と周波数領域における解析，および分布定数回路の解析，孤立波に対するフーリエ変換法による解析，ならびに離散化された信号に対するz変換を用いる解析について授業を行う。これにより，やや複雑な振る舞いを呈する電気回路の定常ならびに過渡応答解析ができる。
授業形態及び授業方法	●外部研究機関（電気計測部門）で勤務経験のある非常勤講師が，その経験を活かして，簡単な集中定数及び分布定数回路についての微分方程式による解析及びラプラス変換を用いた解析，孤立波に対するフーリエ変換を用いた解析，並びに離散化された信号に対するz変換を用いた解析について解説する。 ●CSTポータルサイト「回路の応答」に置いてある講義資料によって行う。資料中には課題（レポート）を明示しているので，提出すること。 ●随時，例題・課題を解くことで理解を深め実際の場面に適用できる力を養う。
履修条件	●基礎電気回路，電気回路，基礎工学演習Aの３科目を履修していること。 ●微分，積分，三角関数，複素数に不安のある学生は，復習しておくこと。⾃⾝で学習することが難しい場合にはパワーアップセンターを利用するのも良い。

授業計画

第1回	【ガイダンス】科目の概要（「回路の応答」とは，科目「回路の応答」において学ぶべき事柄）【講義】「回路の応答」のうちの”微分方程式による過渡現象解析”のイントロダクション【事前学習】教科書の当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第2回	【講義】教科書10.1節「微分方程式とその解法」において回路の微分方程式とその解法，すなわち微分方程式による過渡現象解析を学ぶ。【事前学習】教科書の当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第3回	【講義】前回に引き続き教科書10.1節「微分方程式とその解法」において回路の微分方程式とその解法，すなわち微分方程式による過渡現象解析を学ぶ。【事前学習】教科書の当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第4回	【演習】　実力確認課題Iと解説【事前学習】教科書10.1節を復習し，実力確認課題に備えること（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第5回	【講義】「ラプラス変換」の導入について学ぶ。【事前学習】教科書10.2節「ラプラス変換」を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第6回	【講義】教科書教科書10.2節「ラプラス変換」において，その定義，ラプラス変換の例，時間関数の微分・積分のラプラス変換について学ぶ。【事前学習】教科書の当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第7回	【講義】教科書10.3節「信号，回路素子のラプラス変換」において，回路素子の動作とそのラプラス変換について学ぶ。教科書10.4節「ラプラス変換による解析」において，ラプラス変換による簡単な回路の過渡現象解析について学ぶ。【事前学習】教科書の当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第8回	【講義】教科書10.5節「解析例」において，ラプラス変換による簡単な回路の過渡現象解析について学ぶ。【事前学習】教科書の当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第9回	【演習】　実力確認課題IIと解説【事前学習】教科書10.1～10.５節を復習し，実力確認課題に備えること（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第10回	【講義】教科書11.1節「波動方程式とその解」において，分布定数回路の電圧，電流の解析について学ぶ。【事前学習】教科書の当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第11回	【講義】教科書11.2節「特性インピーダンス・伝搬定数」において，分布定数回路を特徴づける重要なパラメータであるそれらについて学ぶ。また11.3節「無ひずみ線路」において電源と負荷における電圧，電流の表現式を学ぶ。【事前学習】教科書の当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第12回	【講義】教科書11.4節「一般負荷終端」において，典型的な条件における電源と負荷における電圧，電流の表現式を学ぶ。また教科書11.6節「波の反射・透過，反射係数と定在波比」において，波の反射・透過などについて学ぶ。なお，11.5節は割愛する。【事前学習】教科書の当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第13回	【演習】実力確認課題III 【講義】信号波の解析　周期波とフーリエ級数，孤立波とフーリエ変換（本内容については，教科書に記載されていないので，プリントを配布する）について学ぶ。【事前学習】教科書11.2節～11.6節を復習し，実力確認演習に備えること。また，プリントの当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第14回	【講義】離散時間信号回路とｚ変換　離散時間信号，基本的な離散時間線形回路，ｚ変換（本内容については，教科書に記載されていないので，プリントを配布する）【事前学習】プリントの当該箇所を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（120分）。【事後学習】勉強した重要項目について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。
第15回	【演習】　実力確認課題IVと解説【事前学習】教科書11.1～11.6節を復習し，実力確認課題に備えること（120分）。【事後学習】実力確認課題について復習あるいは学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。

その他

教科書	作⽥幸憲，今池健，永⽥知⼦『エレクトロニクスのための回路理論』コロナ社第2版教科書は，最新版を準備してください
参考書	有馬泉，岩崎春光『基礎　電気回路１』森北出版 2014年第3版式部　幹『回路の応答』電子情報通信学会大学シリーズコロナ社 1981年第28版タイトルに「過渡現象」，「ラプラス」，「フーリエ」という言葉が含まれる多くの教科書，参考書が出版されている。
成績評価の方法及び基準	・出席が総授業回数の３／５に満たない場合は、履修放棄として扱い学業成績の査定は行わない。・学習態度，実力確認演習，自己学習課題などにより評価する（100％）
質問への対応	随時
研究室又は連絡先
オフィスアワー
学生へのメッセージ	演習問題を自ら数多く解くことで，回路の応答に関してより深い理解が得られる。【令和元年度成績分布状況】履修者数11名，S:27%,A:9%,B:9%,C:18%,D:36%

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