電気回路の用語集①【電力，有効数字，単位など】

　電気回路の用語集①です．電子回路を学ぶために大切な基礎知識をまとめました。もし知らないことや忘れていることがあれば、電子回路の勉強を始める前にちょっと振り返っていただければと思います♪

直流・交流

　直流（DC）は、基本的に電流の向きや電圧の極性が一定の信号を指し、値そのものが時間的に一定とは限りません。脈流のように大きさが変化する直流もあります。交流（AC）は、電圧や電流の極性・方向が時間とともに変化する信号です。直流と交流では回路の解析方法が異なる場合があります。

　電圧は2点間の電位差で、単位電荷あたりのエネルギー差を表します。電流は単位時間あたりに流れる電荷量です。電力は単位時間あたりに移動・消費されるエネルギーで、電力量は一定時間に移動・消費されたエネルギーです。これらは、以下の式の関係があります。

$$電力 P [W]=電圧 E [V] \times 電流 I [A]$$

$$電力量 W [Wh]=電力 P [W] \times 時間 t [h]$$直流では $P=VI$ で電力を求められます。瞬時値では $p(t)=v(t)i(t)$ です。正弦波交流の有効電力では、電圧と電流の位相差を考慮して $P=V_{rms}I_{rms}\cos\phi$ と表します。

　デシベル [dB]は比を対数で表すための単位です。電力比は $10\log_{10}(P_{OUT}/P_{IN})$ で表します。電圧比・電流比を $20\log_{10}$ で電力比と対応させられるのは、比較するインピーダンスが同じ場合などの条件があります。

電力：$Gp [dB] = 10\log_{10}\frac{P_{OUT}}{P_{IN}}$

電圧：$Gv [dB] = 20\log_{10}\frac{V_{OUT}}{V_{IN}}$

電流：$Gi [dB] = 20\log_{10}\frac{I_{OUT}}{I_{IN}}$

　有効数字は実験値や計算値で，意味のある範囲までの数字のことです．どの桁までか有効な数字かを表現する際に，有効数字何桁といった表現をします．例ですが，以下の数字はすべて有効数字3桁です．
　　①356
　　②35.6
　　③3.56
　　④0.356
　　⑤0.0356

　電子回路で良く使われる単位を以下に示します．

外部からエネルギーを供給しなくても動作する部品のことを指します。主に電流や電圧を制御・蓄積・消費する役割があります。

代表的な受動素子

受動素子は、エネルギーを増幅したり、制御することはできませんが、電流や電圧を安定させる役割を持ちます。

外部からエネルギーを供給することで動作し、信号の増幅や制御ができる部品のことを指します。

代表的な能動素子

能動素子は、電流を増幅したり、ON/OFFを切り替えたりすることで、電子回路の動作を制御する役割を持ちます。