2025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 | 高橋 努 | 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、交流回路、正弦波交流、分布定数回路、四端子網に関する概念を解説し，物理学実験Ⅱで扱われる回路理論に関する実験、LCR回路の過渡特性と周波数特性、インピーダンスと伝搬特性、トランジスター回路等の実験の原理を理解できるようになることを目指す。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
対面形式での講義を行う。講義スライドの資料を毎回講義時に配布する。 |
| 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 | 回路素子 電源（電流源と電圧源、その等価性） キルヒホッフの法則（KCLとKVL） 直流回路 抵抗とコンダクタンス 回路の双対性 回路の構造 対称回路の考え方とその合成抵抗 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書、インターネット、配布されている回路のエッセンス等で、授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | 回路図と回路グラフ 回路の問題を解く3つの方法（枝電流法、閉路電流法、節点電圧法） 回路の基本本定理 (その１) 重ね合わせの理と鳳・テブナンの定理 等価内部抵抗と開放電圧（等価起電力）の考え方 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書、インターネット、配布されている回路のエッセンス等で、授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | 回路の基本本定理 (その２) ノートンの定理、補償の定理、相反の定理 ΔーY変換 交流回路の考え方と交流信号の複素表示 回路素子の取扱 インピーダンスとアドミッタンス | 【事前学習】シラバスに記されている参考書、インターネット、配布されている回路のエッセンス等で、授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | 交流回路の取扱 LR回路、LC回路、LRC回路 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書、インターネット、配布されている回路のエッセンス等で、授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | 特殊な交流回路 共振回路、変圧器 電力回路 身近な交流回路 単相交流と３相交流 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書、インターネット、配布されている回路のエッセンス等で、授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | 半導体素子（能動素子） ダイオード、トランジスタ、サイリスタ OPアンプ | 【事前学習】シラバスに記されている参考書、インターネット、配布されている回路のエッセンス等で、授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | 伝送回路の基礎 ４端子回路、はしご回路 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書、インターネット、配布されている回路のエッセンス等で、授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | 集中定数回路と分布定数回路 電信方程式 同軸ケーブルの取扱 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書、インターネット、配布されている回路のエッセンス等で、授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | LRC回路の周波数特性と過渡特性 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書「専門課程物理学実験を参考に授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | トランジスタ増幅回路 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書「専門課程物理学実験を参考に授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | インピーダンスと同軸ケーブルの伝送特性 | 【事前学習】シラバスに記されている参考書「専門課程物理学実験を参考に授業内容について調べ予習をすること。 【事後学習】レーポート課題を行うことで講義内容について理解を深める。また、関連する回路のエッセンスの問題を解く。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 | 授業内確認テスト | 【事前学習】これまでの講義内容の復讐を行い授業内確認テストにのぞむ 【事後学習】授業内確認テストでできなかった問題のレポート作成して提出締切日までに提出する。 | 【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 |
曽根 悟、壇良著 『電気回路の基礎』 朝倉書店 2023年 第新版第6刷版
高野 良紀、浅井朋彦、B.Zulkoskey 編 『専門課程 物理学実験（改訂版）』 裳華房 2018年 第第1版版
平山博、大附辰夫 『電気回路論』 電気学会大学講座 オーム社 2008年 第３版改訂版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
各回の課題レポート（50％）と確認テスト（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、教員が判読可能なものを評価する。レポート提出期間に遅れたレポートも受け付けるがペナルティーは課す。 |
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定期試験等に ついて |
理解度確認期間(１４週目又は１５週目)に平常試験を実施予定 |
| 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721A室 メールアドレス：takahashi.tsutomu@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:10 ～ 13:10
金曜 駿河台 12:20 ～ 13:10
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| 学生への メッセージ |
第15回で行う確認テストは、講義内容の基礎的な内容についての確認テストです。 |