2024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 |
今年度は、対面形式での講義を行う。 |
| 履修条件 | 高校で学んだ程度の回路の基礎 |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP3及びCP3に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | 電流と電圧降下 本授業で取り扱う直流回路の前提を説明するとともに、電流と電圧降下について学ぶ。 | 【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。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
|---|---|---|---|
| 第2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。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第3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。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第4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。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第5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。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第6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、交流における受動素子の性質について予習をすること。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第7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、交流電力について予習をすること。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第8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、受動素子からなるインピーダンスについて予習をすること。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第9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、インピーダンスの周波数依存性について予習をすること。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第10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、LCR直列回路の共振現象について予習をすること。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第11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、LCR並列回路の共振現象について予習をすること。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第12回 | 変成器の特性 ２つのコイルと磁性体からなる変成器の特性を学ぶ。 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、変成器（トランス）について予習をすること。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第13回 | 様々な変成器の特性 色々な変成器の特性について学ぶ。 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、多巻線変成器について予習をすること。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第14回 | 変成器に関する練習問題 この回は、変成器の色々な問題を解くことを通じて、より深い変成器の理解に務める。 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書で、これまでの変成器の特徴を理解して、いろいろな練習問題について勉強すること。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
| 第15回 | 交流理論のまとめ ６回目から14回目までの交流の内容をまとめ、総合的に理解する。 | 【事前学習】ここまで学んだ交流理論の基礎のまとめを各自行うこと。 【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。 | 【事前学習】２時間 【事後学習】２時間 |
その他
| 教科書 |
教科書は、特に、指定しない。
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| 参考書 |
電気学会 『回路理論基礎 [ISBN-10 : 4886862047]』 オーム社
後藤憲一、山崎修一郎 『電磁気学演習 [ISBN-10 : 4320030222]』 共立出版株式会社 2001年 第1版
永井啓之亮、奥野 光 『基礎からの電気回路 [ISBN-10 : 4320084330]』 昭晃堂 2003年 第初版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
中間レポート（50％）と期末レポート（50％）で成績評価を行い、２つの合計得点が60%を超えるものを合格とする。 レポートの内容と〆切や提出方法は、授業中に指示するとともに、Google Classroomでも開示する。 レポートの回答は楷書で丁寧に書いてあるもののみを評価する。教員が読めない文字で書かれている場合は評価しない。数学で使用するアルファベットについては、教員が授業中に使用した書体で書かれていて、かつ、教員が判読可能なものを評価する。 楷書の筆記に関して、問題がある場合、必ず、事前に教員に相談をすること。 指定されたレポート提出期間以外の提出は認めない。なお、諸事情により提出期間に提出ができない場合は、必ず〆切前に、教員に連絡し指示を仰ぐこと。事後の相談にはのらない。 |
| 質問への対応 | 授業直後かオフィスアワー、あるいは、メールにて |
| 研究室又は 連絡先 |
7号館1階711C室 メールアドレス：takase.kouichi@nihon-u.ac.jp |
| 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 |