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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 電気電子工学科(2018年度入学〜)
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
過渡現象論
Transient Phenomena in Linear Circuits
2 E615-01 2022年度
4期(後学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.過渡解析 2.回路方程式 3.ラプラス変換 4.過渡現象 5.地域連携 本科目では、電気回路で生じる各種過渡現象の基礎知識を修得し、物理的・数学的考察によ り、具体的な問題に適用できることを目標としている。具体的には、電気回路の回路方程式 (微分方程式)を立て初期条件を入れて、過渡状態にある電気回路の電圧、電流、エネルギ ーなどを計算する方法を学ぶ。またラプラス変換とその応用を学ぶことにより複雑な回路の 過渡現象を解析する方法を学ぶ。当該科目の内容は、後に開講される「自動制御」において 学ぶ自動制御理論やそれを使った応用を理解する上でのベースとなる。
授業の概要および学習上の助言
1.過渡現象と微分方程式(回路方程式)      過渡現象を解析するために必要な基本的事項を学ぶ。      ・過渡現象と定常現象 ・電気回路と微分方程式 ・微分方程式とその解法 2.電気回路の過渡現象      具体的な各種電気回路の過渡現象を、微分方程式(回路方程式)の解法にしたがって解く。      ・RC、RL、LC,およびLCRの直流回路および交流回路 3.ラプラス変換による解析      ラプラス変換の手法を使用して、電気回路の過渡現象を解析する方法を学ぶ。      ・ラプラス変換と逆変換 ・各種関数のラプラス変換 ・各種電気回路への応用  □ 「授業明細表」の内容は、状況に応じて学習内容(進め方)を変更する場合がある。 □ 各回の授業では、講義のほかに演習、小テスト、発表討議などを入れたり、質疑応答の時間を取るなど   して、アクティブラーニングを含めた学生が授業に集中できる工夫を取り入れる。 □ 「人間と自然」の有無や実施時期によって学習内容の順番は変更される場合がある(担当教員の指示に従う)。
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:過渡現象の基礎 第2版[森北出版] 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
1.本科目の理解のためには、数学の基礎(指数関数、三角関数、2次方程式の解法、微分積分法など)と電気回路の基礎を   理解していることが必要である。 2.重要事項は、繰り返し講義されるので、毎回の授業をまじめに受講し、且つ復習して、理解を深めること。 3.丸暗記ではなく、考え方や使い方を演習でしっかりと学習する。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
J 電気回路を見て、回路方程式(微分方程式)を立て、初期条件を書くことができる。
J 電気回路を見て、初期条件を見つけて適用することができる。 
J 微分方程式を解いて、過渡現象を表す式を求めることができる。
J 過渡現象を表す式をもとにして、それを図示することができる。
J ラプラス変換法を理解できる。
J ラプラス変換を用いて、電気回路の過渡現象を解くことができる。
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 30 30 0 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 30 30 0 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 10 10 10 0 0 0 0 30
思考・推論・創造する力 20 10 10 0 0 0 0 40
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 5 5 5 0 0 0 0 15
学習に取組む姿勢・意欲 5 5 5 0 0 0 0 15
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 授業内容における習熟度と行動目標に対する達成度を評価するために行う。試験は行動目標①〜⑥の範囲 が対象になる。詳細は担当教員から説明される場合があるので、聞き逃すことがないように十分注意する 。未受験や成績不良者に対する再試験は原則行われないのでしっかり勉強してから試験に臨むこと。
クイズ
小テスト
各行動目標に対応した授業内容の理解度と問題解決能力を評価するために行う。なお実施時期や実施回数 およびテスト範囲は担当教員から指示があるので、聞き逃すことがないように十分注意する。未受験や成 績不良者に対する再テストは原則行われないのでしっかり勉強してからテストに臨むこと。
レポート 各行動目標に対応した予習・復習状況を評価するために行う。実施時期や実施回数およびレポート課題な どの詳細は担当教員から指示があるので、聞き逃すことがないように十分注意する。レポートは〆切日ま でに提出できるように計画的に余裕を持って作成すること。なお〆切日を過ぎたレポートは受理されない ことがあるので十分注意する。予習・復習を行うために、講義ノートや試験・小テストの問題やその答案 および講義資料などは学期末まで廃棄や紛失したりしないこと。
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
・ラプラス変換について説明できる。 ・交流回路についてラプラス変換を使って解を求めることが   できる。 ・最終評価として90%以上が得られるレベル。 ・電気回路を見て回路方程式(微分方程式)を立て、初期条件  を書くことができる。 ・直流回路についてラプラス変換を使って解を求めることが  できる。 ・最終評価として80%台が得られるレベル。
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分※
1 □ ガイダンス □ 過渡現象と定常現象の意味、関係、事例を学ぶ。 □ 過渡現象の基礎を学ぶ。 学習支援計画書の内容説明。 達成度評価方法の自己点検。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:電気回路Ⅰ、ⅡおよびⅢの 内容および指数関数や三角関数の 微分積分について数理基礎科目の テキストや講義ノートを使って勉 強し直しておく。さらに「過渡現 象とその学び方」(教科書の1〜 4ページ)および「過渡現象を学 ぶための基礎」(教科書の7〜1 1ページ)を読んでおく。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
2 □ 微分方程式を解くために必要な初期条件を学ぶ。 □ 1階および2階の微分方程式の解き方を学ぶ。 前回講義の振り返り。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「微分方程式を解くために 必要な初期条件」(教科書の11 〜15ページ)および「1階およ び2階の微分方程式の解き方」( 教科書の15〜24ページ)の内 容を予習しておくこと。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
3 □ 直流RC回路(充電の場合)の過渡現象を学ぶ。  ・微分方程式を立てる。  ・初期条件を入れて解を求める。  ・グラフにあらわす。  ・時定数を求める。 □ 直流RC回路(放電の場合)の過渡現象を学ぶ。  ・微分方程式を立てる。  ・初期条件を入れて解を求める。  ・グラフにあらわす。  ・時定数を求める。 前回講義の振り返り。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「直流RC回路の過渡現象 (充電の場合)」(教科書の25 〜27ページ、29〜31ページ )および「直流RC回路の過渡現 象(放電の場合)」(教科書の3 1〜33ページ)の内容を予習し ておくこと。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
4 □ RL直流回路の過渡現象を学ぶ。  ・微分方程式を立てる。  ・初期条件を入れて解を求める。  ・グラフにあらわす。  ・時定数を求める。 前回講義の振り返り。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「直流RL回路の過渡現象 」(教科書の35〜39ページ) の内容を予習しておくこと。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
5 □ 直流LC回路の過渡現象を学ぶ。  ・微分方程式を立てる。  ・初期条件を入れて解を求める。  ・グラフにあらわす。 □ 直流LCR回路の過渡現象を学ぶ。  ・微分方程式を立てる。  ・条件ごとに解を求める。 前回講義の振り返り。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「直流LC回路の過渡現象 」(教科書の60〜63ページ) および「直流LCR回路の過渡現 象」(教科書の66〜68ページ )の内容を予習しておくこと。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
6 (ひきつづき) □ 直流LCR回路の過渡現象を学ぶ。  ・初期条件を入れて解を求める。  ・グラフにあらわす。 前回講義の振り返り。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「直流LCR回路の過渡現 象」(教科書の68〜73ページ )の内容を予習しておくこと。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
7 中間振り返り 振り返り演習や試験を行う。 必要に応じてレポート提出や 講義ノートのチェックなどを 行うことがある。 予習・復習:これまでに実施した 小テストやレポートなどの内容を 見直して、弱点を克服し、今後の 学習への動機付けを行う。 予習: 100 復習: 100
8 □ ラプラス変換の概要について学ぶ。 □ 簡単な関数のラプラス変換について学ぶ。 □ ラプラス変換の基本性質について学ぶ。  ・微分・積分のラプラス変換(利用できる性質)  ・複雑な関数のラプラス変換(利用できる性質) 試験内容の振り返り。 現在の達成度の自己点検。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「ラプラス変換と過渡現象 解析法の概要」および「簡単な関 数のラプラス変換と過渡現象の式 の導出例」(教科書の105〜1 12ページ)および「ラプラス変 換の基本的性質とその活用」(教 科書の112〜120ページ)の 内容を予習しておくこと。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
9 □ ラプラス逆変換について学ぶ。  ・ラプラス逆変換の概要  ・部分分数展開によるラプラス逆変換 前回講義の振り返り。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「ラプラス逆変換」(教科 書の121〜133ページ)の内 容を予習しておくこと。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
10 □ ラプラス変換の電気回路への応用  ・直流RC回路の場合  ・直流RL回路の場合 前回講義の振り返り。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「直流電源のRC回路の場 合」(教科書の134〜136ペ ージ)および「直流電源のRL回 路の場合」(教科書の136〜1 37ページ)の内容を予習してお くこと。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
11 □ ラプラス変換の電気回路への応用  ・直流LCR回路の場合 前回講義の振り返り。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「直流電源のLCR回路の 場合」(教科書の137〜139 ページ)の内容を予習しておくこ と。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
12 □ ラプラス変換の電気回路への応用  ・交流RC回路の場合  ・交流RL回路の場合 前回講義の振り返り。 講義を行う(必ずノートに記 録すること)。場合により演 習あるい小テストを行う。 予習:「交流RC回路の場合」( 教科書の140〜142ページ) および「交流RL回路の場合」( 教科書の142〜144ページ) の内容を予習しておくこと。 復習:講義内容を見直し、理解の 不十分なところは、次回の講義ま でに解決しておく。 予習: 100 復習: 100
13 総合学習 「総合力」ラーニング 全講義内容の振り返り。 現在の達成度の自己点検。 講義・演習を行う(必ずノー トに記録すること)。場合に より小テストを行う。 予習・復習:これまでに実施した 小テストやレポートなどの内容を 見直して、弱点を克服する。 現在の達成度と提出物の提出状況 を把握し、不足分を補う。 予習: 100 復習: 100
14 期末試験および試験の解説 達成度確認のための試験を行 うとともに、試験の解説を行 う。 予習・復習:これまで授業中に作 成したノートおよび教科書の内容 (授業に出てきた箇所全て)につ いて見直しておくこと。 予習: 100 復習: 100
15 振り返り演習 自己点検授業 全講義内容の振り返り。 全演習内容の振り返り。 授業アンケートの実施。 成績伝達。 質疑応答。 課題を出される場合がある。 予習:理解不十分なところを再学 習する。課題が出された場合、期 限までに課題を完成させる。 予習: 100