授業科目名(和文)
[Course]
電気回路Ⅱ
授業科目名(英文)
[Course]
Electric Circuits II
学部(研究科)
[Faculty]
情報工学部
学科(専攻)
[Department]
情報通信工学科
担当教員(○:代表教員)
[Principle Instructor(○)
and Instructors]
福嶋 丈浩  自室番号(2310)、電子メール(fuku**c.oka-pu.ac.jp)
※利用の際は,** を @に置き換えてください
単位数
[Point(Credit)]
前期 2単位
対象学生
[Eligible students]
情報通信工学科2年次生
授業概略と目標
[Course description and Objects]
パソコンあるいは携帯電話等の情報通信機器、オーディオ・映像機器等は全て電気回路・電子回路により構成されている。電気回路抜きでは我々の便利な生活は成り立たなくなっている。本講義では、1年次後期の「電気回路I」に引き続き、電気回路の基本定理やより複雑な交流回路について学ぶ。特に、相互結合素子や制御電源を含む回路、2端子対回路、定常状態における回路解析について学習する。
到達目標
[Learning Goal]
以下の項目に関する理解を到達目標とする。
1. 抵抗、コイル、コンデンサから構成される基本電気回路に対する定常解析
2. 重ね合わせの理、テブナンの定理、ノートンの定理、平衡条件、整合条件等の基本定理
3. 相互結合素子を含む回路の定常解析
4. 電圧あるいは電流が他の電圧電流によって変化する制御電源を含む回路の定常解析
5. 2端子対回路に対する行列表現と定常解析
履修上の注意
[Notes]
履修の要件:「電気回路I」で習得すべき交流の複素表示、キルヒホッフの法則等の理解を前提とする。
その他  :前回までに学習した内容を必ず復習した上で出席すること。
授業計画とスケジュール
[Course schedule]
1.復習(1)
 複素数の極座標表示(振幅と位相)や極座標表示による複素演算について復習する。
2.復習(2)
 基本素子(抵抗、コイル、コンデンサ)の電圧・電流特性、インピーダンス、キルヒホッフの法則等について復習する。
3.重ね合わせの理
 電源を2個以上含む回路において各枝に流れる電流が、それぞれの電源が単独で存在する時(他の電源を除去した時)に流れる電流の和で表せること(重ね合わせの理)を学ぶとともに例題を解いて理解を深める。
4.テブナンの定理とノートンの定理
 電源を含む1端子対回路が1個の電圧源(等価電圧)と1個の複素インピーダンス(等価インピーダンス)を直列接続した回路(テブナンの等価回路)に置き換えることができることを学ぶ。また、電源を含む1端子対回路が1個の電流源(等価電流)と1個の複素アドミタンス(等価アドミタンス)を並列接続した回路(ノートンの等価回路)に置き換えることができることを学ぶ。さらに、例題を解きながら与えられた回路に対して、等価電圧、等価インピーダンス、等価電流、等価アドミタンスを求める方法を学ぶ。
5.ブリッジ回路と平衡条件
 ブリッジ回路の基本的な構成を学んだ後、平衡条件を導く。さらに、代表的なブリッジ回路(マクスウェル・ブリッジ、ウイーン・ブリッジ、ヘイ・ブリッジ)について、平衡条件を求める方法を学ぶ。
6.電力を最大限に供給するための整合条件
 負荷における消費電力が最大になる条件(整合条件)を学ぶ。また、例題を解きながら与えられた回路(具体的な回路)に対して整合条件を求める方法を学ぶ。
7.相互結合素子(理想変圧器)
 2つのコイルが結合した相互誘導回路について学び、電圧・電流特性を求める。また、理想変圧器について学ぶ。
8.変圧器、インピーダンス変換
 理想変圧器を用いたインピーダンス変換の方法について学ぶ。
9.相互結合素子を含むブリッジ回路
 相互結合素子を含むブリッジ回路に対して平衡条件を求めることにより、第5回の講義で学んだブリッジ回路と相互結合素子の理解を深める。
10.制御電源
 ある端子間の電圧、あるいは、ある枝に流れる電流によって決まる電圧や電流を発生する電源(制御電源)について学ぶ。また、制御電源の種類(電圧制御電流源、電流制御電流源、電圧制御電圧源、電流制御電圧源)について学ぶ。
11.制御電源を含む回路の定常解析
 制御電源を含んだ電気回路の定常解析を行うことで、制御電源の扱い方を学ぶ。
12.2端子対回路
 2端子対回路の基本的な考え方や2端子対回路の特性を表す行列(インピーダンス行列、アドミタンス行列、ハイブリッド行列、縦続行列)について学ぶ。
13.インピーダンス行列,アドミタンス行列
 例題を解きながら、与えられた回路に対してインピーダンス行列やアドミタンス行列を求める方法を学ぶ。
14.ハイブリッド行列、縦続行列
 例題を解きながら、与えられた回路に対してハイブリッド行列や縦続行列を求める方法を学ぶ。
15.総括
 演習問題を解きながら電気回路IIで学んだ内容を復習する。  
成績評価方法と基準
[Grading policy (Evaluation)]
授業科目の目標が達成されているかどうかを定期試験、レポート(4通)、学習態度により総合的に評価する。評点の配分は、定期試験60%、レポート30%、学習態度10%とする。
教科書
[Textbook]
教科書:「電気回路を理解する」小澤孝夫(著)、森北出版(「電気回路I」と同じ教科書を使用する)
参考書:電気回路、回路理論に関する書籍(図書館に多数の書籍があるので参考にすると良い)
自主学習ガイド及び
キーワード
[Self learning]
授業を受ける前に事前に教科書をよく読んでおく。
教科書の章末問題(演習問題)を解いて、理解を深める。
キーワード:重ね合わせの理、テブナンの定理、ノートンの定理、平衡条件、整合条件、相互結合素子、制御電源、2端子対回路
開講年度
[Year of the course]
28