電気学第一 a   Electrical Engineering Science I

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担当教員
安藤 真  荒井 滋久  鈴木 博  高木 茂孝 
使用教室
金3-4(W631)  
単位数
講義:2  演習:0  実験:0
講義コード
7155
シラバス更新日
2013年4月8日
講義資料更新日
2013年6月7日
アクセス指標
学期
前期  /  推奨学期:3,5

講義概要

Ⅰ 本講義は,さまざまな工学分野を専攻する学生に共通に役立つ電気の知識を工学的立場で与えることを目的としている.それぞれのクラスで,担当の教員が電気磁気学,電子回路基礎,通信の基礎・ディジタル回路について各分野を講義する.
Ⅱ 電気磁気学,電子回路基礎,通信の基礎・ディジタル回路について次の内容を講義する.なお,三つの内容は独立しているので,学ぶ順番が異なっても問題はない.
1. 電気磁気学:クーロンの法則からマクスウェルの方程式に至る電磁気学の基本体系を学ぶ.現象を理解する道具としてのベクトル演算から始め,静電界の基本方程式と電位,導体や誘電体,電流と静磁界,エネルギー,アンペアの法則とファラデーの法則,さらに変位電流の定義を用いてマクスウェルの方程式を導出する.電気磁気学と回路の関係を概観し,コンデンサとインダクタンスなどの素子の理解を深める.
2. 電子回路基礎:回路の働きを理解するための基礎理論を学ぶ.オームの法則,キルヒホッフの法則,複素数を用いた交流回路表現,増幅回路.
3. 通信の基礎とディジタル回路
・通信の基礎:通信理論の枠組みを概説し,その中で初等的な数学だけを用いて理解可能な二つのトッピクスを講義する.
・コンピュータの基礎:1,0で表現された情報を処理するためのディジタル回路について説明するとともに,論理関数の基礎,加算器,レジスタの論理動作などに関してその基礎を理解する.

講義の目的

現代の工学を学ぼうとする者は、どんな分野を専攻するにしても、電気とその応用に関する基礎知識なしでは済まされなくなっている。この講義は、いろいろな工学分野を専攻する学生に、共通に役立つ電気の知識を工学的立場で与えようとするものである。それぞれのクラスで、電気磁気学、電子回路基礎、通信の基礎、計算機の基礎を講義する。四つの内容は独立しているので、学ぶ順番が異なっても問題はない。

講義計画

1. 電気磁気学:クーロンの法則からマクスウェルの方程式に至る電磁気学の基本体系を学ぶ.電気磁気学と回路の関係を概観し,コンデンサとインダクタンスなどの素子の理解を深める.
  ・現象を理解する道具としてのベクトル演算
  ・静電界の基本方程式と電位、導体や誘電体
  ・電流と静磁界、エネルギー、アンペアの法則とファラデーの法則
  ・変位電流の定義とマクスウェルの方程式

2. 電子回路基礎:回路に電流が流れて情報の伝送や光・熱の発生など,多彩なはたらきが得られる.ここでは回路のはたらきを理解するための基礎を学ぶ.
  ・オームの法則と電気回路
    電圧と電流,オームの法則,キルヒホフの法則,直流回路,電力
  ・複素数を用いた交流回路の表現
    インピーダンスの複素表示,共振回路,力率
  ・増幅回路
    オペアンプの特性,オペアンプと負帰還,オペアンプを用いた演算回路

3. 通信の基礎とディジタル回路:
  ・通信の基礎:通信システムの枠組みを外観し,信号を送るための技術について学ぶ.
   (1) 通信システムの基本構成,およびアナログとディジタルの特徴
   (2) 信号伝送のための変調および復調技術
  ・コンピュータの基礎:ディジタル回路の動作を理解し,これを基に次の三つについて学ぶ.
   (1) 論理関数の基礎
   (2) 基本論理ゲート,加算器,レジスタの論理動作
   (3) コンピュータの基本構成

教科書・参考書等

特に指定しない。
各自、東工大OCW(http://www.ocw.titech.ac.jp/)から講義ノートをダウンロードし、印刷して持参すること。

※通信の基礎1、通信の基礎2の講義ノートは授業当日に配布する。

関連科目・履修の条件等

本講義は電気情報系以外の学生を対象としている。

成績評価

期末試験および演習などの評価をもとに成績を評価する。

オフィスアワー

担当教員と面接時間帯を予約すること。

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