2023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 | E44R |
| クラス | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 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応答解析ならびに過渡応答解析ができる。 本授業科目はDP1及びCP1に該当しています。 科目ナンバリング:MFmEl-304 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
●対面授業を主とするが，一部の授業はオンラインで実施することがある。 ●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。 ●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」，「回路網の解析」を履修していることが望ましい。 ●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する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（120分）。 |
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| 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する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（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する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（120分）。 |
| 第4回 | 【試験】理解度確認試験Iと解説 【事前学習】教科書10.1節を復習し，理解度確認試験Iに備える（120分）。 【事後学習】理解度確認試験について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（120分）。 |
| 第5回 | 【講義】「ラプラス変換」の考え方について学ぶ。 【事前学習】教科書10.2節「ラプラス変換」のうち10.2.1を読んで分からないところ等を質問できるよう整理する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（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する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（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する（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する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（120分）。 |
| 第9回 | 【試験】理解度確認試験IIと解説 【事前学習】教科書10.1～10.5節を復習し，理解度確認試験IIに備える（120分）。 【事後学習】理解度確認試験IIについて復習し，学生間で議論し発表できるようにする（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する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（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する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（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11.5節「インピーダンス変成回路」の[1]「λ/4線路を用いる方法」において整合について学ぶ。さらに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。 【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する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（120分）。 |
| 第13回 | 【試験】理解度確認試験III と解説 【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11.1節～11.6節を復習し，理解度確認試験IIIに備える（120分）。 【事後学習】理解度確認試験IIIについて復習し，学生間で議論し発表できるようにする（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】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する（120分）。 【事後学習】講義内容について理解を深め，重要項目について復習し，学生間で議論し発表できるようにする（120分）。 |
| 第15回 | 【試験】理解度確認試験IVと解説 【事前学習】当該箇所を復習し，理解度確認試験IVに備える（120分）。 【事後学習】理解度確認試験IVについて復習する（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 2019年9月年 第初版２刷版
教科書は，最新版を準備してください
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| 参考書 |
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
有馬泉，岩崎春光 『基礎 電気回路１』 森北出版 2014年 第3版
タイトルに「過渡現象」，「ラプラス変換」，「フーリエ変換」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。
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| 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。 ・理解度確認試験（80%），課題レポートおよび質疑応答（20％）により評価する |
| 質問への対応 | 随時e-mailにより受け付ける |
| 研究室又は 連絡先 |
履修者には別途知らせる |
| オフィスアワー | |
| 学生への メッセージ |
・講義は教科書「エレクトロニクスのための回路理論」に概ね沿って進めるので，必ず教科書を手元に準備すること。 ・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４年度成績分布状況】履修者数2名，S:50%, A:0%, B:0%, C:00%, D:00%, E:50% 【令和３年度成績分布状況】履修者数10名，S:10%, A:0%, B:0%, C:10%, D:10%, E:70% 【令和２年度成績分布状況】履修者数5名，S:0%, A:20%, B:0%, C:20%, D:40%, E:20% 【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% |