科目名 電気回路
単位数 2.0
担当者 情報工学専攻 教授 弘中 哲夫(A,B,C,Dクラス担当,代表教員)
システム工学専攻 教授 藤坂 尚登(E,F,G,Hクラス担当)
医用情報科学専攻 准教授 福田 浩士(I,J,K,Lクラス担当)

履修時期 前期
履修対象 2年次
概要 日常的に使用される電気機器・電子機器に用いられている電気回路・電子回路は非常に複雑な回路理論に基づいている.しかし,このような理論も基礎が分かっていれば容易に理解可能である.本講義では定常状態における電気回路の考え方,特にインダクタ素子,抵抗素子,コンデンサ素子を用いた受動回路の回路解析手法について学習する.
授業形態:講義
科目の到達目標 学習者が,今後の電気・電子回路の学習に対応できるように,受動回路を中心に定常状態における電気回路の挙動を解析できる能力を修得することを目的とする.
この講義を通して学習者は少なくとも以下の能力を修得する.
・電気回路の基本的な要素である電流,電圧,抵抗などの回路素子,電力の関係を理解し,説明することができる
・基本法則であるオームの法則とキルヒホッフの法則を適用して,回路の電圧や電流を求めることができる
・正弦波交流回路について,インダクタ素子,抵抗素子,コンデンサ素子の働きを理解し,複素数による記号法(フェーザ表示法)を用いてインピーダンス,電流および電圧を解析することができる
・複雑な回路網について,回路方程式を作成し,行列式を用いて回路の電流,電圧を求めることができる
・複雑な回路網について,諸定理を応用することで簡単に回路の合成抵抗,電流,電圧を求めることができる
受講要件 受講要件は特になし.
履修登録取消制度による履修の取消を認めない.
事前・事後学修の内容 【事前学修】
(1) 教科書と講義スライドを読み,練習問題を解く.
(2) 理解できた内容と理解できなかった内容をノートに整理しておく.

【事後学修】
(1) 講義内容と練習問題を復習し,講義中に理解できなかった内容を理解する
(2) 教科書の演習問題を解くことで理解を深める
講義内容 1回目 回路要素と直流回路の基本法則
 ・回路の基本的な要素である電流,電荷,電圧,起電力(電源),抵抗の関係を学ぶ
 ・オームの法則とキルヒホッフの法則を学ぶ
 ・分流回路と分圧回路を学ぶ
2回目 直流基礎回路,複雑な直流回路とその簡略化
 ・オームの法則とキルヒホッフの法則を用いて,抵抗の直列回路と並列回路が混在する基本的な直流回路の電流や電圧を求める方法を学ぶ
 ・複雑な直流回路を簡略化し,回路の合成抵抗,電流,電圧を求める方法を学ぶ
3回目 回路方程式の作成とその解法,直流電力
 ・キルヒホッフの法則による枝路電流法や閉路電流法を用いて回路方程式を作成し,行列式を用いて回路の電流と電圧を求める方法を学ぶ
 ・電力(消費電力)を理解するために,直流回路の中で抵抗が消費する直流電力について学ぶ
4回目 正弦波交流
 ・正弦波交流の関数表記及び作図法について学ぶ
 ・正弦波交流や任意の交流波形の大きさを表す平均値や実効値について学ぶ
5回目 フェーザ表示法による交流回路の取り扱い
 ・交流回路の取り扱いを簡単にするための複素数を用いた記号法(フェーザ表示法)を学ぶ
6回目 グループ演習1-1(グループ学習)
 ・1回目から5回目の範囲の応用問題をグループ単位で解くことで,講義内容に対する理解を深める
7回目 グループ演習1-2 (発表・討論)
 ・1回目から5回目の範囲の応用問題の解法をグループ単位で発表するとともに,クラス全体で解法について討論を行うことで,講義内容に対する理解を深める
8回目 個人演習
 ・グループ演習を通して勉強した内容を各自が理解できているかどうかを確認するために個人演習を行う.
9回目 交流回路素子の直列接続
 ・抵抗,インダクタ,コンデンサといった交流回路素子を直列接続した回路のインピーダンス,電流,各素子の端子電圧について,フェーザ図を画くことによってその位相関係を学ぶ
10回目 交流回路素子の並列接続
 ・交流回路素子を並列接続した回路のアドミタンス,電圧,各素子に流れる電流について,フェーザ図を画くことによってその位相関係を学ぶ
11回目 交流の直並列回路, 交流電力
 ・交流回路素子の直列接続と並列接続が混在する回路のインピーダンス,電流,端子電圧を求める方法を学ぶ
 ・交流回路における電力の取り扱い方を学ぶ
12回目 交流回路の条件により解法
・交流回路における回路方程式の作成とクラメールの式の適用について,交流ブリッジの平衡条件について学ぶ
13回目 グループ演習2-1(グループ学習)
 ・9回目から12回目の範囲の応用問題をグループ単位で解くことで,講義内容に対する理解を深める
14回目 グループ演習2-2 (発表・討論)
 ・9回目と10回目の範囲の応用問題の解法をグループ単位で発表するとともに,クラス全体で解法について討論を行うことで,講義内容に対する理解を深める
15回目 グループ演習2-3 (発表・討論)
 ・11回目と12回目の範囲の応用問題の解法をグループ単位で発表するとともに,クラス全体で解法について討論を行うことで,講義内容に対する理解を深める

評価方法 講義のねらいに記述した能力を学習者が修得したかどうかを,グループ演習,個人演習および期末試験により総合的に評価する.評点は100点満点(グループ演習:15点×2,個人演習:30点,期末試験:40点)とし,60点未満を不可,60点以上70点未満を可,70以上80点未満を良,80点以上を優,90点以上で特に優秀であると教員が認めた場合を秀とする. 
教科書等 教科書:山口静夫著「電気回路基礎入門」(コロナ社)
参考書:小澤孝夫著「電気回路を理解する」(昭晃堂)
参考書:橋本洋志著「電気回路教本」(オーム社)
担当者プロフィール 【学生の学習指導・支援体制について】
講義内容やレポートなどに関する,学生の個別学習相談を随時受け付けている.
教員の所在は,学内サイネージ等に掲示されているので,確認の上,来訪のこと.事前にメール等でアポイントメントを取っておくと良い.
備考 【教職】高一種(情報)