過渡現象論（Theory on the Dynamics of Electric Circuits）[3274]

＜授業のねらい＞

回路理論では、回路に電源を接続して十分に時間が経過して定常状態に達したときの回路を取り扱うのに対して、過渡現象論では、回路に電源を接続した直後から定常状態に達するまでの回路の過渡的応答を取り扱う。本講義では、下記事項の習得をめざす。
(1) 電気回路で発生する過渡現象を物理的に理解する。
(2) 過渡現象を表現する微分方程式（数式モデル）の解析能力を身につける。
(3) ラプラス変換とそれを用いた過渡現象解析法を身につける。

＜受講にあたっての前提条件＞

電気回路の定常状態を取り扱う既習科目として、回路理論I、回路理論演習I、回路理論II、回路理論演習II（いずれも必修科目）がある。特に回路理論IIで出てくるＲ回路、Ｌ回路、Ｃ回路における電流と電圧の関係式を理解しておく必要がある。また、過渡状態を計算する手法を取り扱う既習科目として、微分方程式論がある。

＜具体的な到達目標＞

本講義の履修を通して下記事項ができるようになることをめざす。
(1) 電気回路で発生する過渡現象を物理的に理解し説明できる。
(2) 過渡現象を表現する微分方程式を用いて解析することができる。
(3) ラプラス変換を取り扱う理由を説明できる、またそれを用いて解析できる。

＜授業計画及び準備学習＞

第一週 ガイダンス
　　　　　過渡現象とは何か、本講義の位置づけ、本講義のねらいや到達目標を理解する
　　　　　　　＜テキスト序章（p.1〜p.5）＞
第二週 過渡現象を学ぶための基礎−１
　　　　　　過渡現象を解くための微分方程式のたて方を理解する
　　　　　　　＜テキスト１章（p.6〜p.13）＞
第三週 過渡現象を学ぶための基礎−２
　　　　　　微分方程式を解くために必要な初期条件と微分方程式の解き方を理解する
　　　　　　　＜テキスト１章（p.13〜p.26）＞
第四週 直流電源に接続した電気回路の過渡現象−１
　　　　　　直流電源に接続したＲＣ回路の過渡現象（充電時）を物理的に理解し解析する
　　　　　　　＜テキスト２章（p.27〜p.33）＞
第五週 直流電源に接続した電気回路の過渡現象−２
　　　　　　直流電源に接続したＲＣ回路の過渡現象（放電時）を物理的に理解し解析する
　　　　　　　＜テキスト２章（p.33〜p.38）＞
第六週 直流電源に接続した電気回路の過渡現象−３
　　　　　　直流電源に接続したＲＬ回路の過渡現象を物理的に理解し解析する
　　　　　　　＜テキスト２章（p.39〜p.45）＞
第七週 交流電源に接続した電気回路の過渡現象−１
　　　　　　交流電源に接続したＲＣ回路の過渡現象を物理的に理解し解析する
　　　　　　　＜テキスト３章（p.46〜p.56）＞
第八週 交流電源に接続した電気回路の過渡現象−２
　　　　　　交流電源に接続したＲＬ回路の過渡現象を物理的に理解し解析する
　　　　　　　＜テキスト３章（p.56〜p.65）＞
第九週 直流電源に接続した電気回路の過渡現象−４
　　　　　　直流電源に接続したＲＬＣ回路の過渡現象を物理的に理解し解析する
　　　　　　　＜テキスト４章（p.73〜p.81）＞
第十週 交流電源に接続した電気回路の過渡現象−３
　　　　　　交流電源に接続したＲＬＣ回路の過渡現象を物理的に理解し解析する
　　　　　　　＜テキスト４章（p.91〜p.102）＞
第十一週 ラプラス変換とそれを用いた過渡現象解析法−１
　　　　　　ラプラス変換と過渡現象解析法の概要を理解する
　　　　　　　＜テキスト６章（p.116〜p.119）＞
第十二週 ラプラス変換とそれを用いた過渡現象解析法−２
　　　　　　ラプラス変換の基本的性質とその活用を理解する
　　　　　　　＜テキスト６章（p.119〜p.145）＞
第十三週 ラプラス変換法による電気回路の過渡現象解析−１
　　　　　　直流電源に接続した電気回路の過渡現象を解析する
　　　　　　　＜テキスト７章（p.146〜p.152）＞
第十四週 ラプラス変換法による電気回路の過渡現象解析−２
　　　　　　交流電源に接続した電気回路の過渡現象を解析する
　　　　　　　＜テキスト７章（p.152〜p.160）＞
第十五週 学習成果の確認（試験）

＜成績評価方法＞

原則として、定期試験を70点、授業中に与える課題等を30点、合計100点満点とし、60点以上の者に単位を認める。

＜教科書＞

「過渡現象の基礎」吉岡芳夫・作道訓之共著（森北出版株式会社）

＜参考書＞

電気学会大学講座「電気回路論 ３版改訂」平山博、大附辰夫著（電気学会）

＜オフィスアワー＞

火曜日　15：00〜17：00（八王子校舎）
そのほかの時間を希望する学生は、あらかじめメールでコンタクトをとるように。
メールアドレス：ｃｔ１３３５４＠ns.kogakuin.ac.jp

＜学生へのメッセージ＞

現在実用化されている電子回路には、回路の過渡的変化を応用したものが多い。したがって、過渡現象を学んでおくことは電子情報通信技術者にとって大変重要である。

＜参考ホームページアドレス＞

http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~ct13354/index.html