基礎電気回路Ⅰ 第2回

基礎電気回路Ⅰ 第２回
基礎電気回路Ⅰ 授業計画
NO.2
第1回:受講ガイダンス、電気回路で学ぶことについて
第2回:電気回路の素⼦、直列・並列回路
第3回:キルヒホッフの法則
第4回:ブリッジ回路、ホイーストンブリッジ、正弦波交流、正弦波電圧
第5回:直流回路の基礎とまとめ
第6回:正弦波交流の瞬時値、平均値、実効値、抵抗回路
第7回:複素数と計算
第8回:正弦波の複素数表⽰
第9回:正弦波交流の誘導回路、容量回路
第10回:複素数による計算
第11回:RLC直列回路、電⼒
第12回:インピーダンスとアドミタンス
第13回:電⼒、平均電⼒、無効電⼒、電⼒の複素数表⽰
第14回:ベクトル図とベクトル軌跡
第15回:交流回路のまとめ
授業内容と教科書の対応前半
基礎電気回路Ⅰ
授業内容
第1回
受講ガイダンス
電気回路で学ぶことについて
第2回
電気回路の素⼦
直列・並列回路
第3回
キルヒホッフの法則
教科書-電気
回路の基礎
ホイーストンブリッジ
計算練習（プリント）
p.5〜p.8
例題2.1〜2.5、ドリルno.2
3章
（p.15〜p.33）
p.9〜p.16
例題3.1〜3.4、ドリルno.3
例題4.1〜4.3、ドリルno.4
5章
（p.34〜p.42）
p.1〜p.4
例題1.4、ドリルno.1(問題1.2)
p.17〜p.20
例題5.1〜5.2、ドリルno.5
8章
（p.60〜p.67）
p.29〜p.32 (例題8.1〜8.2)
→ドリルno.8 (問題8.1〜問題8.4)
p.49〜p.52 (例題13.1〜13.6)
→ドリルno.13
正弦波交流、正弦波電圧
第5回
直流回路の基礎とまとめ
基礎電気回路演習Ⅰ
ドリルと演習シリーズ
電気回路
1章、2章
（p.1〜p.14）
ブリッジ回路
第4回
NO.3
上記全て
問題1.2、2.2、2.3、3.2、4.1、5.1、
8.1、13.1、13.2、13.3
本日のゴール
抵抗、容量、インダクタを使った回路において、
直並列接続した場合の合成インピーダンス(Z)を
導出できる
【授業の流れ】
ショート講義 → 練習問題 → 簡易実験で確認 → ミニテスト
NO.4
電圧と電流と抵抗値の関係（復習）
電⼦
↓
ー
電流
ー
ー
ー
ー
ー
ー
ー
電流
NO.5
ー
ー
＋
・電圧が⾼い所から低い⽅へ電流が流れる
・Ｖ(電圧)＝Ｒ(抵抗値)×Ｉ(電流)
↑オームの法則
抵抗の直列接続/並列接続
【直列接続】
NO.6
【並列接続】
Ｒ1
Ｒ2
Ｒ１
Ｒ２
Ｒ３
Ｒ3
Ｒ
Ｒ
合成抵抗=1つの抵抗として⾒る
合成抵抗（Ｒ）は︖
１つの抵抗として⾒た時の抵抗値
1
R
Ｒ＝Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3
R
1
R1
1
R1
1
R2
1
1
R2
1
R3
1
R3
抵抗の直列接続/並列接続計算例
【直列接続】
【並列接続】
R1
R2
R1
R2
R3
R3
例題① R1=R2=R3=1Ω の時の合成抵抗は︖
例題② Ｒ1=1Ω、Ｒ2=2Ω、Ｒ3=3Ω の時の合成抵抗は︖
NO.7
抵抗の直列接続/並列接続計算例
【直列接続】
NO.8
【並列接続】
R1
R2
R1
R2
R3
R3
例題① R1=R2=R3=1Ω の時の合成抵抗は︖
直列接続︓R=3 Ω、並列接続︓R=1/3 Ω
例題② Ｒ1=1Ω、Ｒ2=2Ω、Ｒ3=3Ω の時の合成抵抗は︖
直列接続︓R=6 Ω、並列接続︓R=6/11 Ω ≒0.545Ω
コイル（インダクタンス）の直列接続/並列接続
【直列接続】
【並列接続】
L1
L2
L１
L２
L３
L3
L
L
合成コイル=1つの抵抗として⾒る
合成インダクタンス（L）は︖
１つのコイルとして⾒た時のインダクタンス
L＝L1＋L2＋L3
1
L
L
1
L1
1
L1
1
L2
1
1
L2
1
L3
1
L3
NO.9
容量（キャパシタンス）の直列接続/並列接続
【直列接続】
NO.10
【並列接続】
合成抵抗（Ｒ）は︖
１つの容量として⾒た時の容量値
C1
C2
C１
C２
C３
C3
C
合成容量=1つの容量として⾒る
1
C
C
1
C1
1
C1
1
1
C2 C3
1
1
1
C2 C3
C
C＝C1＋C2＋C3
※抵抗やコイルの計算と逆なので注意︕︕
並列回路の分流
NO.11
抵抗が並列に接続されてもオームの法則（V=RI）は成り⽴つ
【R1に流れる電流】
10V
R1
20Ω
R2
80Ω
I=V/R=10[V]/20[Ω]=0.5[A]
【R2に流れる電流】
I=V/R=10[V]/80[Ω]=0.125[A]
電流源の場合は抵抗で分流される
【R1に流れる電流】
I=20[A]×R2/(R1+R2)=20×9/10=18[A]
20A
R1
1Ω
R2
9Ω
※抵抗が⼤きいと電流が流れにくい
【R2に流れる電流】
I=20[A]×R1/(R1+R2)=20×1/10=2[A]
※R1に流れる電流＋ R2に流れる電流=20[A]
基礎電気回路Ⅰ 第２回
練習問題
練習問題１
NO.13
次の回路の合成抵抗Rを求めよ。（ヒント︓1k=1000）
12kΩ
10kΩ
20kΩ
20kΩ
12kΩ
練習問題１解答
NO.14
次の回路の合成抵抗Rを求めよ。
12kΩ
10kΩ
20kΩ
20kΩ
12kΩ
⇒ 合成抵抗は 6kΩ
⇒ 合成抵抗は 5kΩ
練習問題を作ってみよう１
NO.15
次の回路の合成抵抗Rを求めよ。
※四⾓（□）に値を⼊れて、グループで1つ問題を作る。
4Ω
8Ω
20Ω
40Ω
12Ω
練習問題を作ってみよう１解答
NO.16
次の回路の合成抵抗Rを求めよ。
※⾃分達で作った問題を各⾃で解いて、グループで答合わせ。
Ω
Ω
Ω
Ω
Ω
練習問題２
NO.17
次の回路の合成抵抗Rを求めよ。
12kΩ
10kΩ
20kΩ
20kΩ
12kΩ
練習問題２解答
次の回路の合成抵抗Rを求めよ。
12kΩ
10kΩ
20kΩ
20kΩ
12kΩ
⇒ 合成抵抗は 11kΩ
NO.18
練習問題を作ってみよう２
NO.19
次の回路の合成抵抗Rを求めよ。
※四⾓（□）に値を⼊れて、グループで1つ問題を作る。
Ω
Ω
Ω
Ω
Ω
練習問題を作ってみよう２解答
NO.20
次の回路の合成抵抗Rを求めよ。
※⾃分達で作った問題を各⾃で解いて、グループで答合わせ。
Ω
Ω
Ω
Ω
Ω
基礎電気回路Ⅰ 第２回
簡易実験
練習問題１
NO.22
次の回路の合成抵抗Rを測ろう。
12kΩ
10kΩ
測定値=
Ω
測定値=
20kΩ
20kΩ
12kΩ
【実験⼿順】
①実験キットの中⾝を確認する。
②テスターを使って抵抗を測る。（全て）
③回路を作る。
④テスターで合成抵抗を測る。
Ω
練習問題２
NO.23
次の回路の合成抵抗Rを測ろう。
12kΩ
10kΩ
測定値=
20kΩ
20kΩ
12kΩ
Ω
①実験キットの確認を確認する
NO.24
実験キット（ボックス）の中に以下が揃っているか確認する。
※今回電池ボックスは使わない。
電池＆電池ボックス
テスター
素⼦セット
ブレッドボード2枚
配線セット
②テスターを使って抵抗を測る
NO.25
【注意事項】
使わない時はこまめに電源を切る。
故障しないよう丁寧に扱うこと。コードを折ったり、引っ張ったりしない︕
③抵抗値が表⽰される。
【10kΩ の抵抗】
①ダイヤルを
「Ω」にセット
②テスターの端⼦に抵抗
の両端を当てる。しっかり
当てて少し待たないと正
確な測定ができない。
テスター
電圧、電流、抵抗値等を測定可能
※使わない素⼦はなくさないよう収納しておくこと。
【12kΩ の抵抗】
【20kΩ の抵抗】
抵抗カラーコードの読み方
NO.26
抵抗値はカラーコード（⾊の帯）から読み取ることが可能。
10kΩの抵抗
許容誤差︓⾦= ±5％
抵抗値:茶⿊=10
乗数(桁)︓橙= 103
抵抗のカラーコードは左の２つが数値を表し、
左から３つめが乗数（桁）を表し、
1番右側が許容差を表す。
【抵抗値の⾊分け】
数値
０
１
２
３
４
⾊
⿊
茶
⾚
橙
⻩
覚え⽅の例
⿊い礼（０）服
⼩林（１）茶
⾚いに（２）んじん
み（３）かんはダイダイ
四季（⻩）の⾊
数値
５
６
７
８
９
⾊
緑
⻘
紫
灰
⽩
覚え⽅の例
五⽉ミドリ
徳川無声（六声）
紫式（七）部
ハイヤー（８）
ホワイトク（９）リスマス
【誤差（許容差）の⾊分け】
【桁の⾊分け】
桁
10-2=0.01
10-1=0.1
100=1
10１=10
10２=100
10３=1000
⾊
銀
金
⿊
茶
⾚
橙
桁
10４=10000
10５=100000
106=1000000
107=10000000
108=100000000
10９=1000000000
⾊
⻩
緑
⻘
紫
灰
⽩
誤差（許容差）⾊
茶
±１％
±２％
⾚
±5％
⾦
±10％
銀
±20％
無⾊
③回路を作る
【練習問題１の回路】
NO.27
【練習問題２の回路】
練習問題1で作った
回路を直列につなぐ
2本の抵抗を
並列接続
3本の抵抗を
並列接続
縦のラインはブレッド
ボード内で接続される。
練習問題1の回路を斜めから⾒た写真
練習問題2の回路を斜めから⾒た写真
ブレッドボードの使い方
NO.28
ブレッドボード・・・半⽥付けすることなく簡単に回路を組むことができるボード
【ブレッドボード】
【ブレッドボードの接続】
横⼀⾏が接続
横⼀⾏が接続
縦⼀列が接続
・上下のライン（⾚と⻘の合計4本）のみ左から右まで基板の中で接続されている。
・中側は縦のラインで接続されている。
a-b-c-d-e の⽳が基板の中で接続される、f-g-h-i-j の⽳が基板の中で接続される。
④テスターで合成抵抗を測ろう
NO.29
【練習問題１】
12kΩ
10kΩ
測定値=
Ω
測定値=
20kΩ
20kΩ
12kΩ
【練習問題２】
12kΩ
10kΩ
測定値=
20kΩ
20kΩ
12kΩ
Ω
Ω
テスターの納め方
【テスターの裏側】
NO.30
電池とブレッドボードを先に収納
重ねて収納
↓
蓋を閉じる
コードを写真のように収納
※コードを折ったりすると故障の原因にな
ります。故障しないよう丁寧に扱うこと。

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