【電気】理論・回路の質問【電子】 Part17
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電気･電子の理論的な学習している人のための質問と回答スレッド
【電気】
・静電気･静磁気､電界･磁界､磁気回路､静電･電磁誘導
・直流回路､交流回路(正弦波･歪波､三相､多相)､回路網､共振､フィルタ､
・各種ブリッジ､四端子定数､過渡現象､分布定数回路､進行波､等
・電磁気学とベクトル解析
【電子】
・電子物性、電子デバイス、半導体工学
・電子管（真空管･撮像管･光電管等）
・半導体素子･回路(ダイオード･トランジスタ･FET･オペアンプ･等)
・アナログ回路(低･高周波等)、デジタル回路、電源回路等
【共通･他】
・電気･電子に関する数学･物理･化学
・電気･電子計測､各種定理､電気電子材料･素子､制御理論など。
等々に関すること。
＊質問レベルの目安は幅広く､高校･工高〜高専〜大学以上くらい。
＊各種電気･電子関連資格取得を目指している方もどうぞ。
＊質問は「お絵かき」の活用、画像のUpLoadが推奨されます。(URLは初心者スレ参照)
●過去スレ (直近6スレのみ)
Part16 2017/07/15 〜 2018/04/08 https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/denki/1500113179/
Part15 2016/04/23 〜 2017/07/15 http://rio2016.2ch.net/test/read.cgi/denki/1461380431/
Part14 2015/07/18 〜 2016/04/23 http://wc2014.2ch.net/test/read.cgi/denki/1437146128/
Part13 2015/02/07 〜 2015/07/17 http://wc2014.2ch.net/test/read.cgi/denki/1423308158/
Part12 2014/05/19 〜 2015/02/05 http://wc2014.2ch.net/test/read.cgi/denki/1400459501/
Part11 2013/04/26 〜 2014/05/15 http://ai.2ch.net/test/read.cgi/denki/1366961834/ >>464 >>463 です。
自分は機械屋だけど機構設計系なんで熱・流体関連は得意じゃないけど、その範囲ではいいと思うよ。
それにしても便利なサイトがあるのね。 >>465
電子タバコに使用するコイル仕様を計算するサイトですね。勉強不足なため大変参考になりました、また長文質問にお答え頂き有難うございました >>466
電子タバコ用コイルのサイト！
って、これまた驚いた。 専門家は、詳しい。
ぜひ vapeの沼につかってほしい。 >>464
Kanthal A1が性能よくておすすめだよ 電気科大学生でパワエレや送電、絶縁、発電などの強電分野を学部でもしっかり勉強したいのですが、そういう分野の演習問題が豊富な本や参考書等はあるのでしょうか？
基本的に工業高校の教科書と同じような仕組みや実用例などの本しか見当たらない印象があります。
大学数学や物理の専門書、演習問題は豊富なのに
強電分野ではあまりわかりません…
院に行くことを考えているので、院試にも対応できるような知識をつけたいのです。
やはり電験三種や電験二種の問題集を取得するつもりでなくてもやったりしたほうがいいのでしょうか？
また大学数学や物理の教養科目は出来るだけ早く終わらせて専門の勉強をしたほうが良いですよね？
それともじっくりじっくり大学数学や物理科目をやって
専門は院で学ぶつもりでやった方が良いのでしょうか なかなか、優秀な考えですね。 以下は、私(社会人)の雑感です。
まずは、大学(science)と工業(industry)の違いです。大学は科学論文が目的です。
反対に、メーカは工業製品を開発・設計し販売することが目的です。
両者の目的は異なりますが、オーバラップする境界領域はあります。
大学の専門書は、大学の先生が教育目的で書くので、原理・法則が解説が主になります。
一方、メーカの技術者は、特に自社のノウハウ、機密保持のため、おいそれとは製品の設計関して本など書けません。
早い話、学生のうちは学校の勉強を主にやっておいたほうがいいですよ。 メーカー退職後に講師、教授などになった人の講義はそのへんの技術的裏話が入ってたりして面白かったりするね。
ただ、古い話で技術的には時代遅れだったりもするけど。 電気という分野自体が時代遅れだから
可能であれば分野を変えることを勧める
これから入っていくやつは死ぬほど悲惨な目に合う 質問いいでしょうか。
コイルとコンデンサは、何かと反対の性質を持っていると思っていますが、
コンデンサには最大電圧の規格はあるけど、最大電流の規格は無く、
コイルには最大電流はあるけど、最大電圧は無いと思っていました。
しかし、
コンデンサにはリップル電流という最大定格があることを知りました。
だとすると、コイルにも最大電圧もあるのでしょうか?
ネットで調べてみましたが、わかりませんでした。
そもそもコイルは電線を巻いたものなので0.2Ωとかの抵抗があるだけです。
なので、電圧降下はほとんどなく、高い電圧は発生しないと思っています。
よろしくお願いします。 >>475
コイルだって高電圧や高熱による絶縁破壊はありうる。
でもその前に、コイルに流れる電流とコイル端の電圧の時間的な関係を理解しよう。 >>475
>電圧降下はほとんどなく、高い電圧は発生しないと思っています。
リレーのコイルに逆方向のダイオードを付けるのは、コイルに流している電流を
急に遮断したときに、高い電圧が出るのを防ぐためです。(そのダイオードがなければ
とても高い電圧を発生します)
それを利用しているのが、スイッチングレギュレータの昇圧回路です。 >>475
>>477のいうとおり
コイルは電流の時間変化に比例して起電力が生じる
数式で表せばV=L(ΔI/Δt)
コイルに流れる電流を一瞬（Δt→0）で遮断しようと高電圧が生じて放電が起こる
そもそも最大定格の理由をざっくりと説明すると
コンデンサの電圧：誘電体の絶縁破壊による短絡
コンデンサのリプル電流：誘電損失による発熱
コイルの電流：巻線抵抗の損失による発熱 or 磁束の飽和によるインダクタンス低下
コイルの電圧：線間の放電 具体的にすぐ思いつくのは、
電源トランスも電圧が銘記されてるね。絶縁耐圧も仕様のうち。
耐圧という点ではフライバックトランスは高圧を発生させるので重要だね。
後、リレーの電磁石のコイルは電流では無く電圧が指定されているね。
電圧が物理的に何で決まるのか、高い低いで実用上何が違うのか考えると面白いと思う >>472
いえ、お褒め頂き大変恐縮です…
なるほど、そのような背景があったんですね
言われてみればそうですね
無理に焦るより数学や物理等の基礎をしっかりつけようと思います。ありがとうございます、
>>473
私の大学にも社会人からの教授が数人いるのですが
やはり面白いですね。根っからの教授陣は知識や理論の考え方は凄いと思いますが、どうしても堅い話になりがちなのですが社会人から来た方は適度に研究裏話を挟んでくれるのはさすがだなあと思いますね 直流回路ではCやLは、その働きはありません。単なるRだけで、小学校のオームの法則で十分です。
ところが、電圧や電流が時間変化する場合はCやLの要素が働きます。
コンデンサ…電荷を貯めるもの Q=CV=∫i dt
コイル‥‥磁束を貯めるもの Φ＝Li＝ｎφ＝n ∫ｖdt
コンデンサには誘電体の絶縁破壊耐電圧があるので耐電圧があります。また、実際の
コンデンサには交流のような変化する電界が印加された場合、分極方向が変化する際
に損失となるESR(等価直列抵抗)を持ち、これが動作電流で発熱するので、許容リップル
電流値があります。
コイルには、空芯コイル以外で、磁芯コアがある場合、BHカーブによる磁気飽和現象
があります。飽和すれば磁気現象は失われただの導線になります。なので飽和磁束
は電流に比例するので、通常は許容電流値で表示されます。もちろん、銅損、鉄損
による発熱限界はありますが、ケースバイケースなのでちょっと説明しずらいです、 コアの磁束が小文字のφ
それがN回巻きで、総磁束量で大文字のΦ
どっちも単位は[Wb]で実に間違いやすい 横からですが、
コンデンサは、電荷を貯めて、端子間をテスターで測れば、
電気がたまっていることが容易にわかります。
スマホの充電など生活の上で体験できます。
一方、コイルは磁束を貯めるといっても、コンデンサのように、
テスターで確認ができるのでしょうか？
例えば、テスターを直列に入れて、電流源から1アンペアを流してテスターが1アンペアを示しました。
電流源から外して、再度テスターを当てると、
1.0 0.8 0.6 0.4 0.3 0.2 0.1 と減っていくことを予想したのですが、
振れません。何か方法が悪いでしょうか？ >>484
多分でかいインダクタンス作ることはつらいんだよ
まるで俺が女 >>484
コイルと並列につないでおいて電流を切れば振れるはず。手で触れば体感できる。 時定数の問題だね。 τ＝L/R[sec] 10Hのインダクタタは市販であるが、
そのDC抵抗は100Ω以上ある。 τ＝10/100＝0.1[sec]
0.1秒では現象は分からない >>484
嘘だけど
電流と電圧は対比される概念だから、測定もそうしなければいけない
コンデンサの電圧を測るときには電源から切り離す
それに対して、コイルの電流を測るときには電源に接続しなければならない >>474
いや、パワエレはこれからもっと飛躍的に伸びる分野だぞ
弱電の世界だってパワエレで強電使ってるんだから軽視するのはダメだ >>480
遅いけどもレスつけてみる
電気科なら強電勉強したんじゃないの？
ちょっと違うと思うなら電験三種の勉強がオススメかな
特に機械と電力に強電分野の話が載ってる >>484
一瞬で変化するからテスターじゃあ測れないかと OPアンプ等で負性抵抗回路を作って、コイルの銅損を打ち消してやればできるか
鉄損の打ち消しもできないことはないが >>484
コイルで高い電圧が発生することを体感する実験で、こんなのはどうでしょうか。
要するにステップアップレギュレータの実験ですが。
テスターはデジタルテスター。電圧計モードです。
ダイオードは普通の小信号スイッチング用(１N4148や1S1588など)
スイッチは押しボタンスイッチで押したときだけONのものが楽かも。
コンデンサの耐圧は25V以上がおすすめ。
スイッチをON OFFするたびに、テスターの表示電圧が上がっていくことがわかります。
今まで化石燃料で動いていたものが電気に置き換わっていってます。
パワーエレクトロニクスの分野が現状維持ってことはないのでは？
日本で伸びないとするのは「シニカルな俺カッコイイ」でしょうか。
あるいは、現状の社会システムに対する絶望でしょうか。
それとも、よりよい他の選択肢があるからでしょうか。 >>498
クルマ以外に思い付かないなぁ。
何かある？ >>493
まだ専門的なことはやっていないです。
専門はせいぜい線形回路と非線形回路のさわり
あとは電子回路をやっているくらいです。
電験は良さそうですね。
そういえばここは工学部卒？の方が多そうなんですが
電磁気学はどのように勉強したのですか？
砂川 理論電磁気学が気になっているんですけど工学部ではちょっとオーバースペック過ぎますかね？ ふつー電磁気といえば砂川が教科書としては標準じゃねかな
# 細部すっかり忘れたが時々設計時に "電気の気持ち" になってみる >>503
そうなんですね！
と言うことは演習書も砂川という流れが自然でしょうか？ 大学課程のマネしたいというなら砂川でもやればいいと思うが
世の中にはもっととっつきやすいものも書店に行けば溢れてるから
自習するならいろいろ書店で手に取ってみるといいと思う 電磁気の場合、何を学びたいかにもよるね
理学系の人が書いた教科書、工学系の人が書いた教科書で内容が少し違う
例えば、磁性体の応用や磁気回路は後者、相対論との絡みなんかは前者がベターかな
でも、電磁気は長丁場になるから、本屋で色々手に取って、印象が良いものが長続きして良いかな
大学の電磁気は基礎として数学が大切。
まずベクトルの内積、外積や公式を使える様にしておくこと、あと微積分は電磁気特有の難しさがあるので電磁気担当の教員に相談できるなら理想的だね。みんなココでつまづく。 あと、電気全般として、複素数の計算と、三角関数の計算、微積の基本的な計算は大切。
これを嫌がると単位を取るのに苦労します、後になるほど苦労します。 >>498
現状維持ではなくて減速傾向
単純に中国がコンペティターになったこととコモディティ化の煽り
より良い他の選択肢はある
ざっくりと言えば海外に行くかものつくりから離れるべき
しつこいから煽りと思うかもしれんけど日本でのリストラはガチで悲惨だし苛つくから
逃げられる人には逃げてもらいたい 中国は世界の工場かつ巨大マーケットだから電気に関わらず工学系全般ダメだね
韓国、中国を甘く見ていたのが大失敗だったね
電気の場合、最終製品よりも部品、製造技術、材料、と上流に逃げたが、ドンドン追い上げられてる
この国は国民から政治家までノホホンとしてて、貿易戦争と言う実感がないから、有効な対策が打ててない
では、医薬や文系なんかの人相手の仕事、といってもこちらも少子化や規制緩和、国の財政難でタダで済むとは思えないな
とはいえ、電気は市場規模も技術も発展は続けるだろう
日本の場合は、コスト勝負の大量生産品やコモディティ品より、例えば電気設備やインフラ、プラント絡みなんかのオーダー品作ってるとこが比較的安定してるかな。
どちらかというと、弱電よりも強電にそんな企業が多いね
結局、どの分野に進んでも、その先の業種の選択が大切 電気が発展を続けることはない
これからどんどん人があぶれるから設計関係のスキルセット自体が価値がものすごく下がってくる
医薬はAIの動き次第だけど電気はすでに衰退傾向にあるうえに
AIにとってかわられやすいからより悲惨な方向へ行くだろうな 技術関連では分野によらず15年から30年に1度は変革があるから
それに対応できるかどうかだと思うよ
学生も現役技術者も自己研鑽を怠ってはいけないんだろうね
昔聞いたある技術者の回顧なんだけど、真空管全盛の時、仲間の技術者たちは皆真空管の仕事に満足してたが、
自分は興味を持って月給の半額近くもするトランジスタを自費で取り寄せて遊んでたんだって、
それで自分は技術者として生き残れたと
学生ながら身につまされたな
ま、今後の電気とは直接関係ないか >>497
直流送電が最近のブームになりつつあるのに強電は伸びないのか？ >>502
電磁気学はベクトルで解けるようになっておくと便利
勉強しすぎってことは全くないよ
うーん、強電って系統図をそのまま配線するから
回路理論みたいな等価回路にした時に
どういった形になるのかよくわからんのよね…
分布定数回路は勉強しておくべきだよ
強電と弱電の融合になる高圧を掛けた高周波なんてものを扱ったりすると
わけわからん変化が起こって信号が歪みまくるからね
工学なら制御も勉強しておいて損はないぞ >>505
とっつきやすいものですか
もっと探してみる必要がありそうですね
本屋で色々見てみます
>>506
一応電磁気は大学で電界磁界は終えましたが、マクスウェル方程式から展開して行くカリキュラムではなかったので、この夏で知識が抜けかけているような気がします。
ベクトル解析を今夏休みを使って軽く復習しております。
工学部なので物理科のような知識量は必要ないかもしれませんが
やはり電磁気学は電気の全てのベースですので必要なら物理科並みにしっかりしておきたい気持ちがあります。
理想はマクスウェル方程式から今まで学んできた知識の説明ができるレベルなんですが…
電磁気学にハマりすぎて、他の勉強が疎かになるのが怖いので工学部はどこらへんで切り上げるかがキモですよね >>510
送電技術が出尽くして伸びしろはあまりないけど、機械系やら乗り物系、
弱電の世界でも高出力になってきたから強電は必ず使うんだぞ なんか色々聞いてると自分が通ってた大学って
直近で伸びてくる技術に絞って教えてくれてたんだなって… >>514
ちょうど疑問に思ってたところなのでナイスなタイミングでありがとうございます。
やはりちゃんと理解しておくべきですよね。
頑張る決心がつきました。
強電についての貴重なレスありがとうございます！
分布定数回路ですか聞いたことがあるような気がします。
それが載っている演習書も買い揃えます！
制御はちょっと苦手なイメージがあるのですが、食わず嫌いはダメですよね頑張ります
そういえば今回の台風で二日間弱電気が止まったんですが、電気がない生活が本気できつかったです。
やっぱり自分の生活に直結する技術だからこそしっかりやりたいという気持ちがさらに大きくなりましたね。
強電の分野で勉強することは後悔はしないと思います。 >>513
ブームじゃなくて大昔からのテーマでしょ >>518
使える使えないは関係のある会社に入るのが一番手っ取り早く確認できるけど、
よく観察すると自分が勤める会社でも自然と使ってたりするから勉強しておいて損はないよ
集中定数回路と分布定数回路だ
線路の距離と時間によって波形が変化するって話
キャパシタンスとかインダクタンスが線路に発生してくるって話だよ
物理科と同程度の電磁気に関する知識を持つのは趣味に近いかな
使うことが目的なら工学寄りの勉強をした方が良いのは確か >>519
直流送電技術はエジソンがテスラに負けた時点で割と下火だっただろ
変圧が出来ないってのがネックになってて嫌厭されてたんだからさ >>515
そうですか、基本は済ませましたか
物理としての理解を深めるわけですね。
頑張ってください
独習するならもしかすると砂川さんの本は難しいかもしれません
そういう場合、私は前野さんの「よくわかる電磁気」をおすすめしてますが。
ストークスと発散定理が数式ではなくイメージで理解できる様になると、世界が一挙に見えてきます。
ただ、電磁気にはまりすぎると電磁気の教科書だけで30冊くらい買ってしまうことになるので要注意かと
確かに切り上げが大切ですね
ただ、老婆心ながら、電験を取るのでしたら磁気回路は頻出で、これは理論系の教科書にはあまり書かれていません。
しかし、磁気回路は本を買わなくても、電験webサイトに過去問が10年ほど置いてあるので、理論科目の中から探して力試しするだけで良いです。 超電導を送電系に使う様になったら直流送電は大活躍かな
あと、パワエレはGaNやSiCがもっと気軽に使える様になったら一層発展するだろうね >>521
意外に昔から直流送電はあるみたい
「日本においては､明治20年代の電力系統発足当時は210ボルトの直流送電方式が用いられたが､
系統の拡大とともに電力の発生､輸送面から有利な3000ボルト交流送電方式へと移行した｡」
（日本大百科全書より） >>524
そりゃそうよ
日本が引っ張ってきたのは交流が始まってちょっと経ってからだからね
直流送電の設備が整ってからアメリカとドイツから交流の発電所を作ったんだから
ちなみに、周波数の境目の送電だとか
海底トンネルの送電は直流送電になってます サイクロンコンバータを挟むより、
コンバータとインバータを挟んだ方が
調整も効くし安上がりって理由がある 全く別のこと言うけど、屋内配線は地面との電位差が
100Vの電圧しか引き込めないって決まりだから
最近の家だと単相3線式で引き込んで200Vを実現してる 鉄道電車は直流が基本だよね
やむを得ないところは交流だけど
直流なのはなんで?
モーター出力調整がやりやすかったから? 特別な所：九州とかか？
昔は変電所で交流だと層を合わせにくいからとかあったはず 特別な所: 地磁気観測所
茨城にあるけど、観測所の近所は直流送電が
法律で禁止されてる その辺にデッドセクションを設けて直流送電と
交流送電の切り替えが行われてるだろ
少し手前までは直流送電なわけだな
ちなみに、直流送電は変電所を細かく配置してる
電車が少なければ交流送電で2万V程度掛けるみたいだけど、
大都市近郊とかだと電車の本数が多いから直流送電らしい
よくわからんのよね
調べて(他力本願) ……電車の直流送電は直流発電所が出来てすぐくらいに
440〜600V帯で路面電車走らせてた名残だからとかかな？
あ、調べたら車両に載せる機材が交流だと高価になるってある
つまり、都市近郊みたいな大量の車両を走らせる場所なら、
お金がかかるのを防ぐために直流送電をやってるんだな
高い変電所を一度揃えちまえば、あとは車両を考えてれば良いってことだろうな ちなみに、交流の電車が高い理由も見つけたから言っておくと、
50Hz〜60Hzだと電車の速度が出ないから使えないんだってさ
だから、インバータを使って周波数をあげるんだけど、
交流送電だと一度コンバータを挟んで直流にしてからインバータで交流にして
交流モーターに突っ込むなんて手間がかかるってんで交流の電車は高価なんだと >>520
高校の時工業高校だったので割と真面目に送電系統の勉強もしたんですが、やっぱり数年経つとすっぽり頭から抜けてしまってますね…
エロガキだったんでフェランチ効果しか思い出せない馬鹿ですごめんなさい
工学よりの勉強はどうやるといいですかね
工学のための電磁気みたいな本は記述が雑であまり良くないイメージがあるので…難しいところです。
>>522
よくわかる電磁気今日本屋に見に行ったのですがかなり良いですねこれ
早速買っちゃいました！
理論電磁気学を挟む前にこれでもう一度電磁気を復習しようと思います。
電磁気は苦手意識があるのでそれを克服できるまではやりたいのが理想です〜
わざわざ貴重な情報ありがとうございます
電験については多分取らないと思います。ただでさえ時間が足りて無いので… >>525
＞ちなみに、周波数の境目の送電だとか
＞海底トンネルの送電は直流送電になってます
いつの時代？ 周波数変換所が廃止になったとは聞いたことがないが… 周波数変換所って、所内で周波数変換完結して
そとから直流もらわなくていいと理解してたんだが。 海底ケーブルの送電は直流送電なのは良い？
周波数変換は所内での送電になるかな
外部とのやりとりはやってないな…
あと、ループを作らないために直流送電やってるところもある ここで回路シミュレーションの質問をしても良いでしょうか？ >>544
spiceの部屋〜みたいなスレは見ましたがあまり人いなくて…
他にもありますかね？ KiCADスレは回路図、基板のCADのKiCADのスレだし、シミュレーションとは関係が薄いような。 ま、CADってついてるからかな。
EAGLEスレ挙げなかっただけましか。 >>542
直流送電の利点
最大電圧が交流より低くなり絶縁問題が容易になる。
線路のリアクタンスによる制限がない。
静電容量による誘電体損失がない。 >>549
但し、一旦アークが発生すると消弧出来ない >>549
え、絶縁の問題は交流の方が楽だぞ
0点を必ず通るから事故ったら遮断しやすい バケ学的には、絶縁体なんかはＤＣのほうが早く痛みそうだな。 >>551
絶縁の話に遮断の話を持ってきて何を主張したいんだよ w ド素人な質問して申し訳ないんですがセットアップ時間やホールド時間って計算である程度求められますか？
それとも測定から求めるものでしょうか？ >>555
めーかーのデーターシートではダメなん？ 「（データーシートにある）セットアップ時間やホールド時間を満たしているかを測定する」・・が正解だろ 測定で求めるって言うのはわかるけど計算で求めるってできるのか？ 何の何に対するセットアップタイム、ホールドタイムなのかによるな。
>>555 を素直に読むと、(自己の)回路に入ってくる信号に対して要求すべき諸元の求め方だと思うが。 >>555です
質問に答えてくださりありがとうございます
ちょっと分かりづらかったのでもう少し説明します
現在会社で回路設計をしてまして設計した回路に使っているFF、レジスタや回路全体？のセットアップホールドを調べたいという状況です
トランジスタレベルで作ってるのでそれらがまとめられたデータシートなどは無いです
また測定と言いましたが正確にはシミュレーションで解析したいということです
セットアップ時間とホールド時間を調べようにもその時間を確保できなかったら必ずタイミングエラーになるわけでも無いので何をもってこの時間であると判断するのかが分かりません。
また調べるには逐一タイミングを変えてシミュレーションをしてそれっぽい時間を見つける以外に何かシミュレーション方法がないかも知りたいです。
デジタル設計は初めてで間違った理解もあるかもしれませんがそれも含めてご教授お願いします。 >>正確にはシミュレーションで解析したい
解散していいよ
・・・
どのレベルでシミュレーションしてるかに依る
厳密にはデバイスの物理モデル(チャージ容量とか)から由来するだろうけど
応答履歴とかあるだろうから相当の時間粒度掛けないと判らない
モデル化できなけりゃ試作レベルで安全率掛けて設定するしかないかな ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
