【講義紹介:電験二種1次】回路理論1(回路理論基礎〈直流回路〉)

予定されている講義について,簡単に紹介していきたいと思います。

回路理論の1回目は「回路理論基礎〈直流回路〉」です。

※あくまでも「簡単な紹介」ですので,講義で扱う全ての項目に触れているわけではありません。

回路理論の骨格

「回路理論の骨格をどうみるか」というのはかなり重要です。

正しくみることができていれば,その後の学習において「良好な視界」をキープできるでしょう。


キルヒホッフの法則や,抵抗・コイル・コンデンサの素子特性を確認します。
※キルヒホッフの法則については,ラクをするための小ネタも紹介します。


また,電圧源や電流源についても,その特性を確認します。

ある作業において,よく「電圧源は短絡除去し」「電流源は開放除去する」と説明されています。

このようなアプローチは間違いではありませんが,個人的にはお勧めいたしません。

電圧源や電流源についての理解が深まれば,そのようなアプローチが「不要」であることのみならず,「実際の回路に対する理解度を下げている」ことが分かるでしょう。

オームの法則

オームの法則については「どこまでを視野に入れれば良いか」という観点で説明します。

電験二種に挑戦する方で「オームの法則がよくわからないんです…」とおっしゃる方はいません。

しかし,どの程度の方がオームの法則を「適切に」理解されているのか,不安にならざるを得ません。

なぜなら,電験二種の参考書において,オームの法則が「適切に」説明されているのをあまり見かけないからです。
※あくまでも,抵抗の素子特性としてのオームの法則に関してですが。

各種の「結論」

抵抗の直列合成,並列合成,分圧,分流などを,電卓の使い方と併せて復習します。

ブリッジの平衡については,単に「たすき掛け」で見るのではなく,もう少し掘り下げてみます。

抵抗のスター結線からデルタ結線への変換,デルタ結線からスター結線への変換の結論を導出してみます。

連立方程式の解き方

行列式や行列を紹介したうえで,クラメルの公式を使った解法を説明します。

回路網解析法:(未知数:ループ電流)

ループ電流を未知数とする解法を学びます。

ループ電流の取り方などについて,「正しいもの」「適切なもの」だけではなく「こう取ってはいけない」といったことも紹介します。
※もしもループ電流というものを「実体のあるもの」として理解している方がいれば,その誤解を解くところから説明します。

回路網解析法:(未知数:節点電位)

節点電位を未知数とする解法を学びます。

線形,重ね合わせの原理

「線形であること」の具体例や,「線形であること」の別の表現であるといってもよい「重ね合わせの原理」を紹介します。

重ね合わせの原理は,回路の解析をするうえで利用することはそれほど多くはありませんが,各種定理の証明をする際に必要となります。

各種定理

テブナンの定理については,その結論と注意点も併せて紹介します。

また,テブナンの定理については,その証明の過程も時間をかけて紹介します。

なぜなら,証明の過程を知ることによって,ある重要な知見が得られるからです。

証明の方法はいくつかありますが,「簡単な方法」ではなく,「重要な知見を得やすい」方法を紹介します。


ノートンの定理についても学びます。

電験二種では,ノートンの定理がかなり活躍します。


補償の定理や相反定理も紹介します。

電力

電力については,主に三種レベルの内容を復習します。

また,「電力に関して重ね合わせが成り立つのかどうか」ということについても考察します。

各種回路理論の応用例

これまで学んだ回路理論を応用してみます。



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