第3章　電気回路と電子回路を時間・周波数・素子で区別する

2027年度の電気回路は、直流・交流回路、回路網の諸定理、過渡現象、交流電力、二端子対回路、三相交流、ひずみ波交流、Laplace変換による回路解析を範囲とします。Laplace解析には伝達関数、極と各種応答、周波数応答が含まれ、時間領域と周波数領域を往復する力が必要です。

2026年度の公式出題意図は、直流・交流、重ね合わせ、Thevenin・Norton等の定理、過渡、交流電力、二端子対、三相、ひずみ波、Laplace解析、伝達関数、極、周波数応答を通じ、時間と周波数の表現を結ぶ趣旨でした。これは2025年実施の過年度資料で、2027年度の設問構成を保証しません。

直流回路は値が落ち着いた状態、交流回路は周期的に変わる状態を主に扱います。スイッチ直後はコンデンサ電圧やコイル電流が急には変われず、過渡現象が起こります。伝達関数は、入力に対して出力が周波数ごとにどれだけ大きく、どれだけ遅れるかを一つの式にまとめる道具です。

接地、電圧向き、電流向きを図に書き、KCL・KVLまたは節点・網目法で独立な式を選びます。定理を使うときは等価回路を描き、過渡では初期値・連続条件・最終値を先に確認します。Laplace領域で解いた後は極・零点と時間応答を結び、電力、位相、単位、低周波・高周波の極限で検算します。

2027年度の電子回路は、能動素子と等価回路、線形・非線形回路、増幅回路、演算増幅器、負帰還・正帰還回路、周波数特性、伝達関数、過渡応答を範囲とします。トランジスタやFETの直流動作点から小信号等価回路へ移り、利得・帯域・ひずみ・安定性を評価する力が必要です。

2026年度の公式出題意図は、トランジスタ・FETの動作と等価回路、線形・非線形、増幅器とop amp、帰還による安定性・利得、周波数・伝達・過渡特性を定量的に設計・評価する趣旨でした。電気回路の受動素子だけでなく、小さな信号で大きな電流を制御する能動素子を扱う点が重要です。

ダイオード・BJT・MOSFETの電圧電流関係と動作領域、直流バイアスと動作点、小信号等価回路と利得、op ampの理想・非理想、負帰還の利得・帯域・安定性、正帰還と発振、Bode線図・過渡応答・非線形ひずみの順に進みます。直流解析と交流小信号解析を混ぜないことが第一の検査点です。

2026年度のパワーエレクトロニクス特論は、電力変換回路の解析・制御と損失低減を扱います。高周波集積回路工学特論は英語で行われ、無線トランシーバ用RF集積回路、増幅器、ミキサ、発振器を扱います。これは入学後の接続例で、2027年度の開講・全員必修・入試配点を意味しません。

ワイヤレス給電なら電磁気学で相互結合、電気回路で共振と伝達、電子回路で電力変換・制御に必要な能動素子、電気数学で微分方程式と周波数応答を扱います。無線通信でも場、回路、増幅、変換が再登場します。このつながりは学習設計の推定で、研究テーマが入試に出るという意味ではありません。