電気技術 • 熱や光への応用 • 動力への利用 • 通信への利用 • コンピュータへの利用 1 ロボット SDR-3X（SONY） ASIMO（HONDA） HOAP-1（富士通研究所） PINO（科学技術振興事業団）2 スペースシャトル 3 オートパイロット ALFLEX （小形自動着陸実験機） 4 第 1 章：直流回路 1.1 直流電源 1.2 オームの法則 1.3 抵抗の接続キーワード：直流電圧源，直流電流源，オームの法則学習目標：直流電圧源と直流電流源の性質を理解する．オームの法則を理解する． 5 1.1 直流電源 1.1.1 直流電圧源電源：電気エネルギーを供給する源電流：電気の流れ（電源の）起電力：電位の差を生み出す能力直流電源：乾電池など図 1.1 懐中電灯の電気回路 6 直流と交流直流（direct current: DC）流れる電流は時間が経過しても大きさも向きも変わらない • 化学反応で電気が得られる • ほとんどの電気製品は直流で動いている交流（alternating current: AC）交互の流れる電流は時間とともに大きさと向きが変わる • トランスという非常に原始的な道具によって自由に電圧が変えられる • 送電効率がよい 7 東日本 50Hz 西日本 60Hz 静岡県佐久間周波数交換所長野県新信濃周波数交換所 8 負荷部電源部図 1.1 懐中電灯の電気回路図 1.2 記号を用いた電気回路の図電気回路図（回路図） [ボルト] 乾電池の起電力 [オーム] 豆電球の電気抵抗 [アンペア] 電流直流電圧源：負荷に流れる電流の大きさに関係なく，一定の起電力（電圧）を負荷に供給できる電源 9 (a) 理想的な場合端子 a-b 間の開放電圧内部の抵抗 [ボルト] [オーム] (b) 実際の場合直流電圧源と直列に内部の抵抗を挿入して図示する． (a) 理想的な場合 (b) 実際の場合図 1.3 直流電圧源 10 1.1.2 直流電流源電流源：負荷に加える電圧の大きさに関係なく，一定の電流を負荷に供給できる電源 (a) 理想的な場合端子 a-b を短絡したときの短絡電流 [アンペア] 電源と並列につながる内部の抵抗無限大 (b) 実際の場合直流電流源と並列に内部の抵抗を挿入して図示する． (a) 理想的な場合 (b) 実際の場合図 1.4 直流電流源 11 1.2 オームの法則 1.2.1 電気抵抗電気抵抗（抵抗）：電流が流れるのを妨げる働き resistance 単位：オーム：長さ：断面積：比例係数（抵抗率，固有抵抗）電気抵抗の大きさは，電気抵抗線の長さに比例し，断面積に逆比例する． 12 1.2.2 オームの法則オームの法則直流電圧源とき，流れる電流を負荷抵抗に加えたは，次式となる．電流は電圧に比例し，抵抗に反比例する抵抗（図 1.5 オームの法則の逆起電力：抵抗の電圧降下）［例 1.1］オームの法則 13 ［問 1］抵抗にの電圧を加えたとき，の電流が流れた．抵抗は何か．［問 2］の抵抗にの電圧を加えると，何の電流が流れるか．［問 3］の抵抗にの電流が流れてる．抵抗に加わっている電圧は何か． 14 ［問 4］ある抵抗にこの抵抗にの電圧を加えたとき，の電流が流れた．の電圧を加えると，何の電流が流れるか．［問 5］の抵抗にの抵抗にの電圧を加えたとき，抵抗に流れる電流はいくらか．の電圧を加えたとき，抵抗に流れる電流はいくらか． 15 オーム（Georg Simon Ohm 1787-1854）ドイツの物理学者 1787年ドイツのエアランゲンで生まれる 1826年オームの法則を発見 1881年パリ万国電気会議において，電気抵抗の単位を「オーム」と決められた 16 回路基礎担当教員：森田義則助教授河合康典助手開講期：通年単位数：2単位区分：必修教科書：五十嵐満「電気回路 1 」, 森北出版, 1998 成績評価：中間試験（30%）, 期末試験（30%）講義時間内に行う小テスト（30%），レポート（10%） E-mail：[email protected] 17 URL： http://www.ishikawa-nct.ac.jp/lab/E/y_kawai/www /course/05BEC/05BEC.html 18 スケジュール第１週直流電圧源と直流電流源第２週オームの法則と抵抗の接続第３週キルヒホッフの法則第４週重ねの理第５週直流電力第６週正弦波交流の表示法Ｉ第７週正弦波交流の表示法変更前期中間試験 6月7日第８週複素数による計算Ｉ第８週複素数による計算Ｉ 6月14日前期中間試験第９週複素数による計算第10週波高値，平均値，実効値第11週回路素子の電気的性質第12週交流電力計算第13週インピーダンスとアドミッタンス第14週計算演習第15週前期復習前期末試験 19 第 1 章：直流回路 1.1 直流電源 1.2 オームの法則 1.3 抵抗の接続キーワード：直流電圧源，直流電流源，オームの法則学習目標：直流電圧源と直流電流源の性質を理解する．オームの法則を理解する． 20