電気回路Ⅱ

Electric Circuits II

専門教育科目

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工学部

2年

HETBK2MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2026年度前期

(Spring semester)

堀田 育志

工学研究科

日本語

目標4／目標9

講義終了後、教室にて質問を受け付ける。

ユニバーサルパスポートのクラスプロファイルから問い合わせること。

3◎／4◎／5◎

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【講義目的】
電気回路の応答を理解するには、定常状態の応答だけではなく、電源の状態や回路定数などが変化した直後に生じる過渡状態の応答についても理解しておく必要がある。そこで、単エネルギー回路（LR回路、CR回路）または複エネルギー回路（LC回路、LCR回路）の基本回路について、回路方程式を立てることができ、またその回路方程式を微分方程式の直接解法およびラプラス変換を使って解けるようになることを目指す。さらに、回路方程式を解くことによって、過渡状態にある回路の電圧、電流、電力の時間変化と、指定された時間における電力量を求める方法を身に付ける。また、ステップ関数、インパルス関数、方形波関数、傾斜関数の関係を理解するとともに、それらの入力に対する回路システムの過渡応答を理解する。以上の学習を通して、過渡現象を考慮した回路設計が行えるようになることを目指す。

【到達目標】
過渡現象の影響が最大となる電圧印加直後の状態とそれから十分な時間が経過した定常状態と見なせる状態における回路の挙動を説明できる。単エネルギー回路（LR回路、CR回路）または複エネルギー回路（LC回路、LCR回路）の基本回路について、回路方程式を立てることができ、またその回路方程式を微分方程式の直接解法およびラプラス変換を使って解くことができる。回路方程式を解くことによって、過渡状態にある回路の電圧、電流、電力の時間変化と、指定された時間における電力量を求めることができる。ステップ関数、インパルス関数、方形波関数、傾斜関数の関係を説明でき、またそれらの入力に対する回路システムの過渡応答を求めることができる。回路設計において、過渡現象が重要になる事例を挙げることができる。

キーワード：電気回路、過渡状態、単エネルギー回路、福エネルギー回路、ラプラス変換、システム応答

【講義内容】
本講義は電気回路Ⅰおよび電気回路演習に関連する科目である。講義では、それらの科目で学習してきた回路の定常状態での振る舞いと、電源状態や回路定数などが変化した直後に生じる過渡状態での振る舞いが真逆になることを説明する。単エネルギー回路（LR回路、CR回路）または複エネルギー回路（LC回路、LCR回路）の基本回路について、キルヒホッフの法則に則った回路方程式の立て方とその解法について説明し、過渡状態にある回路の電圧、電流、電力の時間変化と、指定された時間における電力量の求め方を解説する。回路方程式を解く手法の一つであるラプラス変換については、フーリエ級数展開の拡張という考え方、sパラメータの物理的意味、この手法を用いる利点について説明を行う。講義の終わりに演習問題を出題し、理解度の確認を行う。

【授業計画】
１．イントロダクション
２．RL直列直流回路の過渡応答
３．RL並列直流回路の過渡応答
４．RC直列直流回論の過渡応答
５．LC直列直流回路の過渡応答
６．LCR直列直流回路の過渡応答（１）
７．LCR直列直流回路の過渡応答（２）
８．交流回路の過渡応答（１）、中間評価
９．交流回路の過渡応答（２）  
１０．ラプラス変換の説明
１１．ラプラス変換を使用した微分方程式の解法
１２．ラプラス変換を使用した回路解析
１３．ステップ関数、インパルス関数、傾斜関数、方形波関数
１４．ステップ応答とインパルス応答の応用
１５．演習問題の解説および回路シミュレータを用いた回路解析
定期試験

対面

・対面授業のみ
・遠隔授業単位上限の適用を受けない

利用する場面を限定し許可

この授業においては、以下の範囲において、生成AIの利用を許可し、これ以外の範囲での利用は禁止する。
生成AIの利用については担当教員の指示に従うこと。教員が認める範囲を超えて生成AIを利用したことが判明した場合は、単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。生成AIの出力した内容について、事実関係の確認や出典・ 参考文献を確認・追記することが重要である。また、生成AIによる出力結果をそのまま課題・レポートとして提出してはならない。
生成AIの利用にあたっては『本学の教育における生成AIの取扱いについて（学生向け）』の記載内容について留意すること。

教員が配布する資料をテキストとする。

「電気回路」　金原粲監修　実教出版

【予習】授業に際して指示する配布講義資料の事前読み込み（20ｈ）
【復習】講義中に出題する演習問題のレポート作成（20ｈ）、講義内容の理解を深め定着させるために配布講義資料の読み直しとノート作成（20ｈ）

採用しない。

中間評価（40点）、定期試験（50点）、演習問題レポート（10点）の合計点により、S（90点以上）、A（80点以上）、B（70点以上）、C（60点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。

演習問題は、第15回の講義にて解説する。中間評価および定期試験は、掲示にて結果を開示する。

電気回路基礎と電気回路Ⅰの内容を理解していること。

該当しない。

講義のスライドは、ユニバーサルパスポートで配布する。「１５．演習問題の解説および回路シミュレータを用いた回路解析」の講義では、回路シミュレータを用いた回路解析の手法を説明するため、パソコンを持参すること。