電子回路のための基礎知識①【電力，有効数字，単位など】

　電子回路のための基礎知識①です．復習として，電子回路に必要な基礎知識を示しています．知らなかったり忘れている内容がある場合は，電子回路を勉強する前に復習することをおすすめします．

直流・交流

　直流 (DC)は上図のように，電流や電圧が変化しない電流の流れです．交流 (AC)は反対に，電流や電圧が変化する電流の流れです．直列と交流では回路の解法などが異なります．

電圧・電流・電力・電力量

　電圧は電気を押し出す力，電流は流れる電気の量です．電力は単位時間あたりの仕事，電力量は消費したエネルギーです．これらは，以下の式の関係があります．

$$電力 P [W]=電圧 E [V] \times 電流 I [A]$$

$$電力量 W [Wh]=電力 P [W] \times 時間 t [h]$$

デシベル

　デシベル [dB]は量を比較するものです．電子回路ではゲイン (増幅度)の単位として使われます．通常のゲインでは数字が小さすぎたり大きすぎたりしますが，デシベルだと値が小さくなって比較がしやすくなります．また増幅器を直列につないだ際，全体のゲインをより簡単に導くこともできます．デシベルの計算方法を以下に示します．入出力比の常用対数に電力は10倍，電圧と電流は20倍した値になります．

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

　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

単位一覧

　電子回路で良く使われる単位を以下に示します．

名称	単位
電力 P	[W (ワット)]
電力量 W	[W・s]，[Wh]
電圧 V	[V (ボルト)]
電流 I	[A (アンペア)]
電荷 Q	[C (クーロン)]
抵抗 R	[Ω (オーム)]
抵抗率 ρ	[Ω・m]
コンダクタンス G	[S (ジーメンス)]
導電率 σ	[S/m]
静電容量 C	[F (ファラド)]
インダクタンス L	[H (ヘンリー)]
インピーダンス Z	[Ω]
アドミタンス Y	[S]
リアクタンス X	[Ω]
サセプタンス B	[S]
周期 T	[s (秒)]
周波数 f	[Hz (ヘルツ)]

受動素子・能動素子

　受動素子 (線形素子)は電圧や周波数に従って，そのまま出力する素子です．抵抗，コンデンサ，コイルが受動素子です．
能動素子 (非線形素子)は信号を制御したり増幅する素子です．ダイオード，トランジスタ，サイリスタが能動素子です．

まとめ

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