過渡現象 [C4][対面] ｜シラバス情報

開講年度

2025年度

開講学期

後期

科目名

過渡現象

授業種別

講義

科目名（英語）

Theory on the Dynamics of Electric Circuits

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1100101 過渡現象 [C4][対面]

担当教員

平山斉

単位数

2.0単位

曜日時限

水曜2限

キャンパス

八王子

教室

1N-029講義室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 15 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 60 ％
3 汎用的問題解決力の修得 25 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

・非同次定係数線形常微分方程式が解けるようになる。
・ラスラス変換，逆ラプラス変換の計算ができるようになる。
・物理現象（とくに電気にかかわる現象）の微分方程式を立てられるようになる。

受講にあたっての前提条件

・初等関数の微分・積分計算ができること。
・三角関数，指数関数の計算ができること。
・「複素関数」を習得していることが望ましい。

授業の方法とねらい

電気・機械システムでは、定常的な動きに加え、スイッチ投入時や突発的な事象が発生した場合のシステムの動きを予測する必要があります。本講義ではそのための重要な武器となる過渡現象の数学的な取り扱い方を学習します。ここでは、電気回路で発生する代表的な過渡現象を物理的に理解し、過渡現象を表現する微分方程式（数式モデル）のたて方と解析能力を身に着けることを目標とします。

AL・ICT活用

特に活用しない

第1回

授業形態

対面

事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。
また、三角関数の公式および微分、積分を復習しておく。

1.5時間

授業内容

過渡現象とは、回路素子とエネルギーを学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回講義の電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第2回

授業形態

対面

授業内容

RL直列回路の過渡現象を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第3回

授業形態

対面

授業内容

RC直列回路の数理と物理を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第4回

授業形態

対面

授業内容

電気回路図と微分方程式（n階定係数線形常微分方程式）を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第5回

授業形態

対面

授業内容

電気回路図と微分方程式（定係数常微分方程式の解き方）を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第6回

授業形態

対面

授業内容

LC直列回路およびRLC直列回路の数理と物理を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第7回

授業形態

対面

授業内容

RLC直列回路の数理と物理を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第8回

授業形態

対面

授業内容

構造時変回路の過渡現象を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第9回

授業形態

対面

授業内容

ラプラス変換とは、基本的な関数のラプラス変換を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第10回

授業形態

対面

授業内容

ラプラス変換の性質および微分と積分のラプラス変換を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第11回

授業形態

対面

授業内容

部分分数展開を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第12回

授業形態

対面

授業内容

教科書の演習問題の解説

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第13回

授業形態

対面

授業内容

任意の波形の過渡現象（任意の入力波形、任意の波形の過渡現象）を学習する。

事後学習・事前学習

講義用電子教材をキューポートからダウンロードして空欄部を埋めたものを提出するとともに、例題や演習問題の正解に至る導出方法を復習する。
また、次回の予習用電子教材をキューポートからダウンロードし、学習内容を理解しておく。

4.5時間

第14回

授業形態

対面

授業内容

学期末筆記試験を実施する。

事後学習・事前学習

学期末筆記試験で理解不足であった項目を復習する。

3時間

第15回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

授業内容

インパルス応答とステップ応答、合成積分と重ね合わせ積分を学習する。

事後学習

ダウンロードしたオンデマンド教材を復習し、教科書の例題を解いてみる。

4.5時間

成績評価の方法

（講義中に行う理解度演習（10点満点）／10＋定期試験）／114 と定期試験の点数のうち大きい数値に基づいてＡ＋〜Ｆの６段階で評価する。Ｄ以上の者を合格とする。

受講生へのフィードバック方法

講義終了後および昼休みに質問を受け付ける。

教科書

「大学課程　過渡現象(改訂2版)」　高木亀一編著　　オーム社

参考書

指定参考書なし。
電子教材の内容をよく理解しておくこと。

オフィスアワー

木曜日 15：00〜16：00 （八王子 5号館　5-501号室）

受講生へのメッセージ

機械システムでは物の動きは目に見えますが、電気システムでは電流は目に見えません。本講義で過渡現象の本質を理解しておくと電気システム内の電流の変化をイメージできるようになります。また、微分方程式を解く際に強力な武器となるラプラス変換が身に付きます。ラプラス変換は現代制御理論では必須のテクニックです。

実務家担当科目

実務家担当科目ではない

実務経験の内容

教職課程認定該当学科

電気電子工学科

その他の資格・認定プログラムとの関連