Topics2022/05/30

【電気回路1】演習回の様子(デジタルオシロスコープの使い方)

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2年生必修科目「電気回路1」
今回は第14回の講義の様子を紹介します。


電気信号は時間的に変化する「交流」と変化しない「直流」に大別されます。
これまでの演習で使ったテスタや計器はある代表値を示します。
大きさを確認するには十分ですが、時間的に変化する現象をとらえることが出来ません。

西日本にある大分では電源の周波数は60Hzです。東日本は50Hzです。
このHz(ヘルツ)は1秒あたりに波が何個あるかを表す単位です。60Hzは1秒間に60個波があるという事です。
これはテスタでは見れません。そこで登場するのがオシロスコープです。大学にはアナログ式とデジタル式の両方がありますが、電気電子基礎実験では数年前からデジタル式だけ取り扱うようにしました。そのため、デジタル式の使い方に加え、測定した値をデータとして取り出しパソコンで表示、分析するところまで行えるようにしています。

この講義でも、短時間ですがそれらができるように予め取扱説明書を配布し熟読してもらうことで実現可能です。
工業高校出身者も見たことはあるが、自分で操作したことがない学生も多くいるようです。
理論で正弦波を取り扱いますが、演習と合わせて理解向上と計測技術の習得を行ってもらいます。

今後は、デジタルオシロスコープを使って電気回路の各種回路の動作を実測して、回路シミュレータとの比較から検証を行い、理論・シミュレーション・実験ができる学生に育ってもらいます。


以下、電気回路1(2022年度版)の講義内容です。

第1回:ガイダンス
第2回:電気の歴史、電気回路記号、抵抗の合成
第3回:オームの法則、直流電力、電圧源と電流源、キルヒホッフの法則
第4回:行列計算、ホイーストンブリッジ回路の平衡条件
第5回:電気回路シミュレーション演習① LTspiceの使い方
第6回:電気回路素子(抵抗、インダクタ、キャパシタ)
第7回:電気回路演習① テスタ・各種計測器の使い方 LED点灯回路
第8回:過渡現象、ラプラス変換
第9回:RL直列回路、RC直列回路、RLC直列回路の過渡現象
第10回:電気回路演習② 電圧と電流計測、オームの法則確認、誤差論
第11回:正弦波交流、最大値、実効値
第12回:複素関数、フェーザ図
第13回:電気回路シミュレーション演習② 交流回路の動作
★第14回:電気回路演習③ デジタルオシロスコープの使い方、波形観測
第15回:交流回路、インピーダンス
第16回:交流回路、有効電力、皮相電力、無効電力、複素電力
第17回:交流回路、RL直列・並列回路、RC直列・並列回路の動作
第18回:交流回路、RLC直列・並列回路の動作、共振
第19回:インダクタンス、相互インダクタンス、変圧器
第20回:変圧器の構造と動作原理
第21回:電気回路演習④ RL・RC直列回路の電圧電流波形観測
第22回:第22回で測定したデータの分析
第23回:回路方程式、その立て方
第24回:回路方程式、枝電流法、閉路電流法、節点電位法
第25回:重ね合わせの理、テブナンの定理
第26回:ノートンの定理、供給電力最大の法則
第27回:三相交流電源、Y結線、Δ結線
第28回:三相負荷、三相電力
第29回:電気回路演習⑤ 三相電源の確認 LTspiceの三相交流再現
第30回:最終回、これまでの復習

第31回:定期試験
第32回:再試験(対象者のみ)


★★機械電気工学科 准教授 若林大輔☆☆