電気回路基礎
 Introductory electrical circuits
 担当教員:廣瀬 文彦(Hirose Fumihiko)
 担当教員の所属:大学院理工学研究科(工学系)システム創成工学分野
 担当教員の実務経験の有無:
 担当教員の実務経験の内容(有の場合):半導体トランジスタの制御および計測回路の設計製作
 開講学年:3年,4年  開講学期:前期  単位数:2単位  開講形態:講義
 開講対象:システム創成工学科  科目区分:専門科目・選択 
【授業の目的】
オームの法則、キルヒホッフの法則、、電力とエネルギー、重ね合わせの理、テブナンの定理、複素表示(フェーザ表示)、インピーダンス、アドミタンス、交流電力、共振回路、過渡現象
電気電子工学にとって,最も重要な基礎科目の一つである。電気回路に用いられる基本素子(変成器を含む)と電気回路の基本となる法則を学ぶ。次に正弦波交流回路において回路を微分方程式で記述できることを学ぶ。さらに,複素数の極座標表示を駆使した正弦波交流の電圧・電流のフェーザ表示(複素数表示)について学び、その表示に基づくインピーダンスの概念を導入する。フェーザ表示により、正弦波交流回路の定常応答解を与える微分方程式は代数方程式に変換され、四則演算のみを用いてその解を得ることが可能になる。さらに、インピーダンスとアドミタンスの概念を用いることで、交流回路を直流回路の延長として同様に扱えるようになる。

【授業の到達目標】
○キルヒホッフの法則,重ね合わせの理,テブナンの定理を使って直流回路の計算ができる。
○抵抗,容量,インダクタなどの基本素子の基礎的な性質を説明できる。
○正弦波交流が加えられた直列あるいは並列に接続された基本素子の交流特性を説明できる。
○正弦波の複素数表示を用い,交流回路の計算ができる。
○インピーダンスおよびアドミタンスならびにインピーダンス整合を理解し,フェーザ(ベクトル図)による電力の表現ができる。)
○直列・並列共振回路の共振特性を図および式で表現できる。
〇交流回路の過渡現象について説明ができる。

【授業概要(キーワード)】
複素表示,キルヒホッフの法則,回路方程式,回路解析法

【科目の位置付け】
本科目は,システム創成工学科における専門科目として位置付けられる。

【SDGs(持続可能な開発目標)】
09.産業と技術革新の基盤をつくろう

【授業計画】
・授業の方法
授業は対面授業を基本とするが、必要に応じてWEBクラスで資料配布や講義動画の配信を行う。
・日程
1.抵抗回路 直並列回路・電圧と電位
2.抵抗回路 キルヒホッフの法則
3.直流の電力、テブナンの定理
4.抵抗回路 演習
5.コイル・コンデンサの性質
6.交流とR-L-C回路
7.交流負荷の有効電力、無効電力、力率
8-9.フェーザーおよび複素数を使ったインピーダンス計算
10-11.複素数を使った交流回路の計算
12.交流回路の利得およびボーデ線図
13-14.過渡現象
15.期末テスト(まとめの演習)と解説

【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
講義に出席し,話を良く聞き,疑問点はそのままにせずに適宜質問するように。
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
上記授業計画を参考とし,教科書・参考書を参照されたい。
一定の進捗の後、俯瞰的に復習することも有益である。参考とされたい。

【成績の評価】
・基準
レポート40点,期末試験60点,合計100点で,60点以上を合格とする。
・方法
レポート4回とまとめの演習(期末テスト)の結果を総合的に評価する。

【テキスト・参考書】
教科書「電気回路の要点」 廣瀬文彦著
http://fhirose.yz.yamagata-u.ac.jp/service3.html
参考文献 電気学会大学講座「電気回路論」 オーム社 ISBN978-4-88686-265-5

【その他】
・学生へのメッセージ
電気電子工学に関する基礎を学ぶ機会です。積極的な修得をすすめます。
・オフィス・アワー
10号館203 随時訪ねてよい。

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