電気・電子回路基礎講座
電気や電子回路専門外の方にも出来るだけ直感的に分り易く解説していこうと思います。
電気や電子回路に少しでも興味を持って頂けたら、とても幸せです。
少しづつですが着実にアップして行こうと思っていますので、どうぞ気長におつき合いください。
電気の基礎の基礎
とりあえずはオリエンテーションな感じで電気とはどんなものなのかを。
- 電気とは何か?
- そもそも電気とは?実は凄まじく高位なエネルギー形態だったりします。
- 物質の構造をちょっと復習
- 電気の元を理解する前に中学高校生気分に戻ってちょと物質の構造を復習します。
- 電気の元
- 電気の根本は電荷を持った粒子つまり電子の振る舞いによります。
- 電流の元
- 金属を金属たらしめている自由電子、この自由電子が電流の元となります。
- 電流とは電子の移動
- 電流とは電子の移動を巨視的にとらえたものです。
- 電気の速度と電子の速度
- 電子の移動はとてもゆっくりなのに何故電気は瞬時に伝わるのだろう。
- 電圧と電流
- 電圧だけでは単なる位置エネルギー、電圧と電流があって初めて実エネルギーとなります。
- 電気抵抗とオームの法則
- 電気抵抗とこれだけは活用したいオームの法則のことなどを。
- 電力と電気エネルギー
- 電気のエネルギーとしての大きさを表す概念が電力です。
- 直列接続と並列接続
- 直列は電流が同じで、並列は電圧が同じ、直列の電圧配分は抵抗値比に等しい。
電気回路図
機械図面と違って電気回路図はとても簡単です。
- 回路図とは
- 回路図は部品と部品の電気的接続を表したもの、機械図面とは全く違うよ。
- 回路図実例とコツ
- 回路図はコツさえつかんだらすこぶる簡単です。
- 電気電子部品のシンボル
- 代表的な電気電子部品の回路図記号、覚える必要あるのは少しだけです。
電気の種類
これまでは電気の種類(直流と交流)を気にせずに話して来ましたが、ここでは電気の種類に着目してみます。そして主に交流の基礎について学んでいきます。
- 交流と直流
- 電気には時間に関係なく一定の直流と時間によって変化する交流があります。
- 家庭に来ている電気はなぜ交流
- 電化機器の内部は殆どが直流で動いているのに、なぜ電力会社から送られ来る電気は交流?
- コンセントの極性(オマケネタ)
- 交流なのにコンセントに極性がある?なぜ?
- 電気の源の話(オマケネタ)
- 電気の源=発電所の発電機の根本原理は水力でも火力でも原発でも皆同じです。
- 交流の基本特性
- 正弦波の振幅と周波数と位相のはなしです。
- 交流の実効値
- 実効値とは直流の場合と同じエネルギーを取り出せる交流の大きさのこと。
- 有効電力と無効電力と力率
- 交流では電圧と電流が時間的に微妙にずれることがあるんです。
コンデンサとコイルとインピーダンス
抵抗器と並んで電気の重要基本部品であるコンデンサとコイル(インダクタ)についてです。
- コンデンサの基本と特徴
- コンデンサの基本動作は電気を貯めること。構造はとても簡単。
- コンデンサの実用例
- 実際のコンデンサの実用例を通してコンデンサの働きを理解します。
- コイル(インダクタ)の基本と特徴
- コンデンサの基本動作は電流を貯めること。構造は銅線をクルクルまいただけ。
- コイル(インダクタ)の実用例
- 実際のコイル(インダクタ)の実用例を通してインダクタの働きを理解します。
- リアクタンスとインピーダンス
- 電圧と電流の位相がずれと抵抗とはちょと異なってきます。
- 共振回路
- コンデンサとコイルの絶妙な共演です。
その他の電気回路部品
- トランス(変圧器)
- 鉄と銅の塊のような部品。電磁誘導を利用して電圧を効率的に変換します。
- スイッチとリレー
- 機構部品のような結構大切な電気部品です。
電子回路入門
これまでは電気回路と電気部品についてでしたが、ここからは、いわゆる電子回路な感じの領域に入っていきます。
- 電気回路と電子回路の違い
- 電気を主としてエネルギーとして扱うか、信号や情報として扱うか、大きくはこの違いかな。
- 半導体って何?
- 半導体って半分導体?つまり中途半端な導体?それだけじゃないはず。
- バンド理論を少しだけ
- 半導体工学の基本概念であるバンド理論をほんの少しだけ紹介します。
- ダイオードの基礎
- PN接合の整流作用を用いた部品。その基礎と実用例。
- トランジスタの基礎
- 電子回路の要的部品。その基礎と実用例。
- LEDはなぜ光の?
- そもそもモノはなぜ光るの?原理など知らなくともLEDを光らせるのは超簡単です。
アナログとデジタルと制御の基礎
デジタル回路の入り口あたりをちょおとだけ彷徨ってみましょう。
- アナログとデジタル
- アナログとデジタルの違いとは何なのでしょう?
- デジタル回路の基礎
- デジタル回路とはつまるところスイッチ回路です。
- アナログ-デジタル変換の基礎
- デジタル信号とアナログ信号との変換に関しての基礎です。標本化とは?量子化とは?
- ロジックの基礎
- ビットとは?2進法と16進法について。論理積と論理和など。
- PWM制御の基礎
- 簡単で実用性の高いPWM制御の基礎と実習です。
- フィードバック制御の基礎
- 制御理論の基礎の基礎を紹介します。
オマケ編:量子力学の不思議世界をちょと垣間見る
電気は究極は電子という素粒子の振る舞いに起因します。つまり、その根本理解には、ちょとは量子論的な世界も垣間見た方がいいのかも知れません。ここでは、あくまでも、素人の興味本位レベルで摩訶不思議な量子論の世界をほんの少しだけ断片的に垣間見てみます。
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