| 電気 | 伝送回路 | 4年・通年・選択・学修2単位 | |
| 担当教員 | 皆藤 新一 | 連絡先 | |
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| 講義の概要 | ３年次までに学んだ電気回路の知識を基礎として、電気通信および情報伝送などの学問の基礎となる２端子対回路、過渡現象、および分布定数回路の取り扱いを学ぶ。 | ||
| 到達目標 | １．２端子対回路の各種パラメータが求められること、各種伝送量の計算ができるようになること。 ２．電気回路の微分方程式を適切な初期条件で解くことができ、物理的な解釈ができるようになること。 ３．分布定数回路における電信方程式を解くことができ、その結果を解釈できること。 | ||
| 日程 | 授業項目 | 理解すべき内容 | 理解度 (1～4) | |
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| 前期 | 第1週 | １．ループ方程式と節点方程式 | ループ方程式と節点方程式の復習 | |
| 第2週 | ２．２端子対回路 (1)２端子対回路の行列表現 (2)Y行列 |
２端子対回路の行列表現としてのY行列と各要素を求める方法、可逆の定理を理解する | ||
| 第3週 | (3)Z行列 | Z行列の定義と各要素を求める方法を理解する | ||
| 第4週 | (4)その他の行列表現 | F、H行列の定義と各要素を求める方法を理解する | ||
| 第5週 | (5)２端子対回路の接続 | ２端子対回路の直列、並列接続を理解する | ||
| 第6週 | ２端子対回路の縦続接続、直並列接続・並直列接続を理解する | |||
| 第7週 | （中間試験） | 中間試験を実施する | ||
| 第8週 | ３．電気回路の過渡現象 (1)過渡現象と微分方程式 |
定数係数線形微分方程式の解法の復習 | ||
| 第9週 | (2)ＲＬ直列回路 | RL直列回路に電源を印加したときの微分方程式、初期条件、時定数などを通してRL直列回路の過渡現象を理解する | ||
| 第10週 | RL直列回路から電源を除去したときの過渡現象を理解する | |||
| 第11週 | (3)ＲＣ直列回路 | RC直列回路の過渡現象を理解する | ||
| 第12週 | (4)ＲＬＣ直列回路 | RLC直列回路の過渡現象を理解する | ||
| 第13週 | (5)交流回路の過渡現象 | 簡単な回路の交流過渡現象の解法を理解する | ||
| 第14週 | (6)電荷量不変の理と磁束鎖交数不変の理 | 特殊な回路に対して初期条件を得るための電荷量不変の理と磁束鎖交数不変の理を理解する | ||
| 第15週 | （期末試験） | 期末試験を実施する。 | ||
| 第16週 | 総復習 | これまで学んだことの総復習 | ||
| 後期 | 第1週 | ４．信号伝送と２端子対回路 (1)伝送回路 |
伝送回路と２端子対回路の関係を理解し、伝送回路を表す量として何が用いられるかを理解する | |
| 第2週 | (2)入力インピーダンス・出力インピーダンス | 入力インピーダンス、出力インピーダンスとは何かを理解し、それらの求め方を習得する | ||
| 第3週 | (3)伝送係数 |
伝送係数と伝送量とは何かを理解する。また、電圧伝送係数、電流伝送係数の定義と求め方を習得する | ||
| 第4週 | 最大電力供給条件と反射係数を理解し、電力の伝送係数としての動作伝送係数と反響伝送係数の定義と求め方を習得する | |||
| 第5週 | Sパラメータの定義と求め方を習得する | |||
| 第6週 | ５．分布定数回路 (1)分布定数回路の基本式 |
分布定数回路の基本式を導き、基本式から電信方程式に至る過程を理解する | ||
| 第7週 | （中間試験） | 中間試験を実施する | ||
| 第8週 | (2)無損失線路と波動方程式 | 無損失線路における電信方程式が波動方程式になることを理解し、その一般解であるダランベールの解の意味を理解する | ||
| 第9週 | (3)線路の不連続点と反射 | 線路の不連続点で起こる反射と透過を理解し、無損失線路の反射係数や透過係数の求め方を理解する | ||
| 第10週 | (4)正弦波定常状態 |
正弦波定常状態に対する複素形式の基本式と電信方程式を理解する | ||
| 第11週 | 正弦波定常状態を扱う際の伝搬定数と特性インピーダンスの意味を理解する | |||
| 第12週 | 有限長伝送線路の取り扱い方と任意の位置での入力インピーダンス、多重反射について理解する | |||
| 第13週 | (5)無損失線路の正弦波定常状態 | 有限長無損失線路の反射係数、定在波の発生を理解し、反射係数と定在波比との関係を理解する | ||
| 第14週 | いくつかの終端インピーダンスに対する電圧、電流の定在波分布と任意の位置でのインピーダンスの変化を理解する | |||
| 第15週 | （期末試験） | 期末試験を実施する | ||
| 第16週 | 総復習 | スミスチャートの紹介と、これまで学んだことの総復習 | ||
| 履修上の注意 | 演習の結果や学生の理解度に応じて授業の計画を変更することがある。 | ||||
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| 学習教育目標 | Ａ，Ｂに対応 | 達成項目 | 本科イ）、ロ）に対応 | JABEE 認定基準 |
(A-2),(B-1),(d)-(1)に対応 |
| 教科書・参考書 | 教科書：遠藤 勲、鈴木 靖「電気回路II」（コロナ社） 参考書：武部 幹「回路の応答」（コロナ社） | ||||
| 評価方法及び 合格基準 |
成績の評価は定期試験80%ならびに課題20%で行い、合計が60点以上のものを合格とする。 | ||||
| 学生へのメッセージ、 予習・復習について |
・前期第1週～6週では行列と行列式、逆行列、第8週～14週では線形微分方程式の解法、後期第8週～14週では、偏微分及び微分方程式について予習しておくこと。 ・毎回与えられる課題を中心に講義ノートを見直すことで復習すること。 | ||||