|Homeへ|

回路理論IV(2021年度)

  1. 講義資料
  2. Q & A
  3. 連絡事項
  4. 過去の講義資料

講義資料

講義に使用したスライド資料は, pdfファイルとなっています. pdfファイルを読むには, Adobe Readerが必要です. Adobe Readerは, Adobeのwebサイトから無料でダウンロードできます.
シラバス(電気システム工学コース) (電子情報通信コース) (電気電子工学科)
授業日 講義用スライド 動画ファイル 演習問題 ファイルの更新情報
1回目 回路理論の基礎的事項, 平衡三相交流電源 [動画1] [演習1]
2回目 平衡三相交流回路, 回転磁界 [動画2] [演習2] (10/14) 資料p.9全面修正
3回目 Y-Y, Δ-Δ,Y-Δ, Δ-Y回路の各種回路計算 [動画3] [演習3]
4回目 V結線, 不平衡交流回路 [動画4] [演習4]
5回目 対称座標法(各種定義と基本的な取扱い法) [動画5] [演習5]
6回目 対称座標法(発電機の取扱い) [動画6] [演習6]
7回目 多相回路に関する総合演習とまとめ Q & Aの[コメント2]参照
8回目 分布定数回路の基礎方程式と解 [動画8] [演習8]
9回目 線路定数(特性インピーダンス, 伝搬定数) [動画9] [演習9]
10回目 端子条件から各部の電圧・電流計算 [動画10] [演習10]
11回目 位置角, 等価四端子回路 [動画11] [演習11]
12回目 複合線路 [動画12] [演習12]
13回目 反射と透過 [動画13] [演習13]
14回目 スミス図 [動画14] [演習14][Smith-chart]
15回目 分布定数回路に関する総合演習とまとめ Q & Aの[コメント]参照
期末試験 (範囲: 三相交流回路, 分布定数回路)

Q & A

期末試験

得点分布

exam

いずれも演習や総合演習の内容でした. 各問の配点と平均点は次のとおりでした.

  1. 配点30点, 平均19.7点
  2. 配点20点, 平均12.0点
  3. 配点25点, 平均20.5点
  4. 配点25点, 平均16.1点
お疲れ様でした. 答案を返却していますので, 復習して弱点を補強してください.

実施方法について

注意事項

  1. 範囲は授業全般ですが、総合演習1と同2を中心に復習してください。
  2. WebClassを利用しての実施となります。解答をpdf化して、指定時間内に提出してください。
  3. ◯ A4レポート用紙、筆記用具、教科書、手元の資料、定規、関数電卓、時計は 自由に利用できます。
  4. × WebClass以外のインターネット利用(科目ホームページや講義動画などを含む)や他者との情報交換は認めません(してはいけません)。ただし, 質問などは山本までメールください。
  5. 各問は当該のページから提出してください。出題と提出が異なる場合には採点できません。

第15日目

(コメント)総合演習2

mid2

毎回の演習問題を中心に出題しました。 個別に(不公平の生じない範囲でですが)異なるように出題しましたので、残念ながら統一した解答例は提示できません。 各問と関係する演習は次の通りで、コメントと併せて復習してください。

それでは、期末試験もがんばってください。

第13日目

(コメント)演習

演習の解説(動画)を確認してください。また、次の事項にも注意してください。 なお、演習の再提出を受け付けていますので、早めにe-mailにて提出してください。

第12日目

(コメント)演習

今回の演習で問(a)は, 先週の演習1と同じ問題です. 終端が開放ですので, 先週の演習1(b)と同じく I(L)=0あるいはZ(L)=∞を用いればよいですね。 間違えた方は, 先週の演習を必ず復習してください.

また, 先にも注意したように双曲線関数( sinh, cosh, tanh)は 三角関数(sin, cos, tan)と形と性質は似ていますが、 全く別の関数ですのでご注意ください。混同している方が少しいるようですので、再度注意しておきます。

演習の解説(動画)もあわせて確認して, 復習にご利用ください.

再提出（と追加の提出）を受け付けていますので、早めにお送りください。

第11日目

(コメント)複素数と実数について

無損失線路の特性インピーダンスは実数です(第9日目資料p.17)ので, 演習3の特性インピーダンスはZ0と上にドットが付いていないことに注意してください。 また, 以前にお伝えしましたが, 複素数の自乗(2乗)と、大きさの自乗(|(ドット)Z|2)は異なることを思い出してください. 数人に共通してみられた間違いですので、今後注意するようにお伝えしておきます。

第10日目

(コメント)演習について

今回は、基本式に条件を代入して、未知数AとBを計算する問題でした。 次の点に注意して問題を解いてください。
  1. 何が与えられているのか? 条件, 変数など無関係のものを用いていた人が数名いました。
  2. 何を求めないといけないのか?
  3. 双曲線関数の定義(cosh, sinh, tanh), オイラーの公式を用いて, 結果を整理できること
  4. L-xは終端からの距離となりますので, (x-Lではなく,) L-xを用いてまとめてください
また、解答には十分にスペースをとって, 読みやすく工夫してください。 計算間違いなども防止できると思います。 演習の解説を見て, 早めに対処してください。各問16点満点です。

第8日目

(コメント)後半の必須計算

次の２点は後半の内容で頻繁に出てきます。 つまり、今回の演習は全問必答です。 満点でない場合には, 演習の解説を見て, 早めに対処してください。

(Q)演習2の問題文がsin、cosで答えてと書いていたのですがこちらは誤植でしょうか。

(A) 誤植ではなく、 この問題では sinh(jθ) = j sin(θ), cosh(jθ) = cos(θ) あるいは、exp(jθ) = cosθ + jsinθ を用いて簡単化します。 講義資料と講義動画、演習の解説動画を参照してください。

また、cos と cosh, sin と sinh (三角関数と双曲線関数) は 形と性質は良く似ていますが、全く別の関数です。 分布定数回路の問題ではこれらの関数が頻出しますので、計算に早く慣れてください。

第7日目(総合演習1)

(コメント2)間違いの傾向と対策

総合演習1の答案を少し分析してみました。対策も示しておきますので, 各自の答案を見直して改善してください。
症状 対策
位相, 遅れ/進み, 相順の理解が不充分 回路I, 第1回目を復習
単位の未記入 数値には(あれば)単位を必ず記入する
複素数の計算ができていない
  1. 単純な計算間違い --> 計算問題に多く取り組む
  2. 直交形式, 有理化ができていない --> 回路I, 第1回目を復習
複素電力の定義を正しく書けない 回路I, 第1回目を復習
  1. P = (Eの共役) と I の積
  2. Pe(有効電力) = (Pの実部), 単位はW(ワット)
  3. Pr(無効電力) = (Pの虚部), 単位はvar(バール)
  4. (皮相電力) = (Pの大きさ) = √(Pe2 + Pr2), 単位はVA(ボルト・アンペア)
インピーダンス(Z)やアドミタンス(Y)の計算, V=ZI あるいは I=V/Z=YVの関係が書けない 回路I, 第1回目を復習
  1. 直列はインピーダンス(R, jωL, 1/(jωC))の和--> Z
  2. 直列はアドミタンス(1/R, 1/(jωL), jωC)の和--> Y
  3. V = ZI あるいは I = V/Z = YV
フェーザ図が正しく描けない
  1. ベクトルの長さ, 正三角形を意識して描く
  2. ベクトルの差を正しく描く
  3. 位相差を正しく描く
  4. ベクトルの矢印は必ず描く
不平衡回路を平衡回路の性質を利用して解こうとした 回路が平衡か不平衡かを正しく判断する
閉路方程式を正しく書けない*電流の経路を正しく図に描く
問題と異なる値を計算している問題文を良く読む. 求める量に◯を付けるなど, 問題の主旨を意識する.
*今回は複雑な閉路を考えなくて良い問題としましたが, 閉路を用いてトライした例がありました)

(コメント)結果と復習

総合演習ではお疲れ様でした。今回は基本的な問題に絞っての出題としました。 得点分布は次のようになりました。
mid1

各自で得点が低かった所を復習してください。 なお、出題箇所は次の通りです。

第4日目

(コメント)演習、フェーザ図について

フェーザ図に問題のある場合があります。例えば、
  1. 電源電圧については、2日目資料p.4
  2. 電流については、3日目資料p.6
を参照して、復習してみてください。 フェーザ図を描く際には、各ベクトルの長さ、矢印の方向、角度(平行, 30°, 120°など)に気をつけて描いてください。

第3日目

(コメント)演習の得点

3日目で平衡三相は終わりになります。 これまでの演習の平均得点と中央値を計算してみました。御参考ください。 中央値はクラスの半数がこの得点以上の点数をとったということです。 追加提出を受け付けていますので、早めに提出してください。

(Q)演習書のお勧めなどありますか?

図書館に蔵書がありますので、実際に手にとって自分にあうものを探すのが良いと思います。 一度閲覧して、気に入ったら購入されると良いと思います。

回路演習本の検索結果(リンク) のうち、1, 12, 15, 17, 24, 32 が 回路理論の演習になります。御参考まで。

第2日目

(Q)講義資料のp.9は間違いではないですか?--> +2点

(A)すみません。タイプミスです。全面修正していますので、修正してください。

第1日目

(Q)平衡三相交流電源の活用のイメージがわかないのですが、 > 実際の社会の中や、電気工学の中では、平衡三相交流電源は実用化されているのでしょうか。(+1点)

(A) 身近のいろいろな場所で使われています。 送電線は3相です。家庭には単相ですが、電柱までは三相できています。 また、比較的大きいモータは三相です。家庭用クーラーの一部も三相です。 くわしくは、4回目の講義で説明します。

(Q)> 位相の遅れor進みの見分け方が理解出来なかったので教えて欲しいです。

(A)次のように判定します。

波形の場合

  1. cos(ωt)の最大値の場所(ωtの値)を探します。
  2. その場所が後ろ(ωtが大きい方)にずれていたら...遅れ。 前(ωtが小さい方)にずれていたら...進み。

複素表記の場合

(Q)「講義資料p.17 のVmcosωt=Vm・exp(jωt)　ですが、なぜこのように式変形ができるのか」ですがオイラーの定理より　exp(jωt)=cosωt+jsinωt　ということになるので右辺の虚部がどのように消えたのかがわかりません。

(A) 講義資料では「=」ではなく, 「→」となっていることに注意してください。

ejωtの実部を取り出すとcosωtとなることが、このように置き換えできることの理由です。 教科書(平山: 電気回路論)p.48, あるいは回路理論Iの教科書(伊佐ほか: 第2版基礎電気回路のp.62)では、虚部のsinωtで説明していますが、 授業で用いた実部cosωtでも事情は同じです。

(Q) 演習レポートはタブレット端末で書いたものを提出してもよろしいでしょうか。

(A) 問題ありません。ただし、読み易くなるようにしてください。

連絡事項

演習について

次の手順に従って演習レポートを作成して提出してください. 短期間で多くのレポートを取扱いますので, 円滑な事務処理のためご協力をお願いします.
  1. レポート用紙と書き方
  2. レポートの電子化
  3. 提出方法
  4. 質問など
      不明点や質問はe-mailで遠慮なく, お尋ねください. オフィスアワー以外の来室も歓迎します(予約メールも歓迎).

総合演習, 定期試験 について

オフィスアワー

  1. 月曜日 13:00--14:30, 工学部2号館 523-1室, 御気軽にどうぞ(マスク着用をお願いします). 会議等での留守はご容赦ください. 事前予約いただくと確実です.
  2. e-mailでの質問も受け付けています. その際には, メールは大学のアドレス(eve)を用いて, 件名(回路IV), 学籍番号, 氏名, 質問内容を明記してください.

過去の講義資料

2020年度, 2019年度, 2018年度, 2017年度, 2016年度, 2015年度, 2014年度, 2013年度, 2012年度, 2011年度, 2010年度, 2009年度, 2008年度, 2007年度, 2006年度, 2005年度
Ken-ichi Yamamoto
e-mail: [email protected]