電気回路
各単元は独立したページで解説しています。1ページに全単元を詰め込まず、図・式・例題・演習を1単元ずつ学べます。
電気回路の全16単元
学びたい単元を選んでください。重点単元から順次、図と解法を詳しく改善しています。
- 第1単元電荷・電流・電圧・電力学習する →
電流は電荷の流れる速さ、電圧は単位電荷あたりのエネルギー差。受動符号規約で素子に流れ込む電流が正端子へ入るとp=viが吸収電力。
- 第2単元オームの法則と抵抗合成学習する →
線形抵抗ではV=RI。直列では電流が同じなので抵抗値を足し、並列では電圧が同じなのでコンダクタンスを足す。
- 第3単元キルヒホッフの電流則（KCL）学習する →
節点に入る電流の和と出る電流の和は等しい。電荷保存の表現。
- 第4単元キルヒホッフの電圧則（KVL）学習する →
閉じたループに沿った電圧変化の総和は0。静的な集中定数回路でよく使う。
- 第5単元節点電位法学習する →
基準節点を0 Vとし、他の節点電圧を未知数としてKCLを立てる。複数枝のある回路を体系的に解ける。
- 第6単元メッシュ電流法学習する →
平面回路の各網目に未知の循環電流を置き、KVLから連立方程式を作る。共有抵抗では2つのメッシュ電流の差を使う。
- 第7単元重ね合わせの理学習する →
線形回路なら独立電源ごとの効果を足して電流・電圧を求められる。理想電圧源を停止すると短絡、理想電流源を停止すると開放。
- 第8単元テブナン・ノートン等価回路学習する →
線形な二端子回路は電圧源+直列抵抗（テブナン）または電流源+並列抵抗（ノートン）で表現できる。
- 第9単元コンデンサとインダクタ学習する →
コンデンサは電場エネルギー、インダクタは磁場エネルギーを蓄える。Cの電圧、Lの電流は理想モデルで有限の刺激に対し瞬時に飛ばない。
- 第10単元RC回路の過渡応答学習する →
1次回路では変化の速さを時定数τ=RCが決める。充電の立ち上がりは指数関数。
- 第11単元RL回路の過渡応答学習する →
インダクタ電流の増減は指数関数。時定数はτ=L/R。
- 第12単元正弦波・実効値・位相学習する →
交流では振幅、角周波数、位相を用いる。実効値は同じ抵抗で等しい平均発熱を生む直流値。
- 第13単元フェーザ・インピーダンス学習する →
定常正弦波では微分をjωに置き換え、回路を複素数の代数で解ける。インピーダンスはZ=V/I。
- 第14単元交流電力と力率学習する →
交流の平均有効電力は位相差の余弦を使う。無効電力は蓄積・返還されるエネルギー交換に対応する。
- 第15単元共振と周波数特性学習する →
直列RLCでは誘導リアクタンスと容量リアクタンスが打ち消す周波数で、インピーダンスが抵抗のみになる。
- 第16単元二端子対・伝達関数とフィルタ学習する →
入力と出力の関係はラプラス変換によりH(s)で表せる。一次RC低域通過では高周波の振幅が小さくなる。