例題で学ぶシリーズ例題で学ぶ
はじめての電気電子工学

[表紙]例題で学ぶ はじめての電気電子工学

A5判/392ページ

定価(本体2,980円+税)

ISBN 978-4-297-10615-7

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書籍の概要

この本の概要

大学理工系学部の1年生から2年生前期で,電気工学と電子工学に必要な基礎知識を学びます。具体的には,計測から測定器の使い方,電気の基本実験,半導体,特にダイオードとトランジスタ,OPアンプの基本,デジタル回路,センサと電気電子回路などについて学習します。科目でいうと「電気工学概論」,「電気電子工学」が該当します。本書はこれらの科目の教科書またはサブテキストとして使用できる書籍です。

こんな方におすすめ

  • 大学理工系の1,2年生

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目次

第1章 電気計測の基本

  • 1-1 誤差
    • 1-1-1 誤差と補正
    • 1-1-2 誤差率と補正率
    • 1-1-3 誤差の原因
    • 1-1-4 確度と精度
  • 1-2 測定法の基本と平均値
    • 1-2-1 直接測定と間接測定
    • 1-2-2 偏位法と零位法
    • 1-2-3 平均値
  • 1-3 標準偏差
    • 1-3-1 平均値と範囲
    • 1-3-2 偏差
    • 1-3-3 偏差の平方値と分散
    • 1-3-4 標準偏差
  • 1-4 誤差の統計的処理
    • 1-4-1 誤差の公理
    • 1-4-2 誤差の分布
  • 1-5 誤差の伝搬
    • 1-5-1 和と差
    • 1-5-2 積
    • 1-5-3 商
    • 1-5-4 べき乗
  • 1-6 最小二乗法と回帰直線
    • 1-6-1 最小二乗法
    • 1-6-2 回帰直線

第2章 測定器の使用法

  • 2-1 テスタ
    • 2-1-1 テスタの機能
  • 2-2 オシロスコープ
    • 2-2-1 オシロスコープの各機能
    • 2-2-2 プローブの波形調整
    • 2-2-3 表示波形の電圧と時間の測定
    • 2-2-4 X-Y法による波形観測
  • 2-3 信号発生器とスペクトラム・アナライザ
    • 2-3-1 信号発生器
    • 2-3-2 スペクトラム・アナライザ
  • 2-4 赤外線サーモグラフィと熱画像測定例
    • 2-4-1 赤外線サーモグラフィの基本
    • 2-4-2 赤外線サーモグラフィによる熱画像測定

第3章 電気の基本実験

  • 3-1 直流電圧,電流の測定
    • 3-1-1 直流電圧の測定
    • 3-1-2 直流電流の測定
    • 3-1-3 回路に流れる電流の測定
    • 3-1-4 A-V法とV-A法による抵抗測定
    • 3-1-5 ホイートストンブリッジ回路
  • 3-2 交流でのオームの法則(純抵抗の場合)
    • 3-2-1 交流電圧の瞬時値と実効値
    • 3-2-2 交流電圧,電流,電力の瞬時値の測定(純抵抗の場合)
  • 3-3 誘導係数と静電容量の測定
    • 3-3-1 誘導係数(インダクタンス)
    • 3-3-2 静電容量(キャパシタンス)
  • 3-4 L,C,R回路のインピーダンス
    • 3-4-1 インピーダンスのまとめ
    • 3-4-2 RLC直列回路のインピーダンス

第4章 ダイオードとトランジスタの基本特性と応用回路

  • 4-1 ダイオード
    • 4-1-1 ダイオードの特性測定
    • 4-1-2 シリコンダイオードの交流印加時の整流作用
    • 4-1-3 シリコンダイオードの電流-電圧特性のX-Yプロット
    • 4-1-4 整流回路
    • 4-1-5 発行ダイオード(LED)
    • 4-1-6 太陽電池
    • 4-1-7 太陽電池の使用法
  • 4-2 トランジスタ
    • 4-2-1 トランジスタの構造
    • 4-2-2 エミッタ接地回路の特性
    • 4-2-3 小信号増幅回路
    • 4-2-4 hパラメータ
  • 4-3 エミッタ接地増幅回路
    • 4-3-1 固定バイアス回路
    • 4-3-2 固定バイアス増幅回路の特性測定例
    • 4-3-3 電流帰還増幅回路
  • 4-4 発振回路
    • 4-4-1 移相系RC発振回路

第5章 オペアンプの基本と応用回路

  • 5-1 オペアンプの基本
  • 5-2 オペアンプの応用回路
    • 5-2-1 非反転増幅回路
    • 5-2-2 差動増幅回路
    • 5-2-3 差動増幅回路の同相弁別比
    • 5-2-4 電圧フォロワ
    • 5-2-5 定電流回路
    • 5-2-6 電流-電圧変換器,電圧-電流変換器
    • 5-2-7 位相形RC発振回路
    • 5-2-8 ウィーンブリッジ発振回路
  • 5-3 OPアンプの特性測定例
    • 5-3-1 反転増幅回路の直流特性
    • 5-3-2 反転増幅回路の周波数特性
    • 5-3-3 差動増幅回路の入出力特性
    • 5-3-4 移相形RC発振回路の製作と測定
    • 5-3-5 ウィーンブリッジ発振回路の製作と測定

第6章 デジタル回路の基本

  • 6-1 デジタル回路と論理
  • 6-2 基本ゲート
    • 6-2-1 ANDゲート
    • 6-2-2 ORゲート
    • 6-2-3 NOTゲート
  • 6-3 その他の基本ゲートの
    • 6-3-1 NANDゲート
    • 6-3-2 NORゲート
    • 6-3-3 EX-ORゲート
  • 6-4 基本ゲートの組み合わせ回路
    • 6-4-1 二重反転回路
    • 6-4-2 NANDゲートまたはNORゲートでNOT回路をつくる
  • 6-5 ド・モルガンの法則
    • 6-5-1 NORゲート
    • 6-5-2 NANDゲート
  • 6-6 基本ゲートの応用回路
    • 6-6-1 フリップフロップ回路
    • 6-6-2 自励発振回路
    • 6-6-3 多数決する回路
    • 6-6-4 半加算回路

第7章 センサと電気・電子回路

  • 7-1 光強度を測る
  • 7-2 温度を測る
  • 7-3 圧力を測る
  • 7-4 センサ出力の値をデジタルで処理
    • 7-4-1 Arduinoの概要
    • 7-4-2 Arduinoのアナログ-デジタル(A/D)変換を使う
    • 7-4-3 Arduinoのi2cを使う

付録

  • 付録A ブレッドボードと使い方
  • 付録B ノギスとマイクロメータ
    • B-1 幾何学的な誤差
    • B-2 読み取り誤差
    • B-3 視差
  • 付録C 球ギャップによる高電圧実験
  • 付録D クリドノグラフによる衝撃電圧の測定
  • 付録E 変圧器の諸特性
    • E-1 巻線抵抗の測定
    • E-2 無負荷試験
    • E-3 短絡
    • E-4 実負荷試験
  • 付録F エプスタイン装置を用いた電力計法によるケイ素鋼板の鉄損測定
  • 付録G B-H曲線と透磁率の測定
  • 付録H 正弦波と矩形波のフーリエ級数展開
  • 付録I 電気電子工学の図記号

著者プロフィール

臼田昭司(うすだしょうじ)

1975年 北海道大学大学院工学研究科修了
1975年 工学博士
1975年 東京芝浦電気㈱(現・東芝)などで研究開発に従事
1994年 大阪府立工業高等専門学校総合工学システム学科・専攻科 教授
2008年 大阪府立工業高等専門学校地域連携テクノセター・産学交流室長
    華東理工大学(上海)客員教授 山東大学(中国山東省)客員教授
    ベトナム・ホーチミン工科大学名誉教授
2013年 大阪電気通信大学客員教授
    立命館大学理工学部兼任講師
    現在にいたる
専門:電気・電子工学,計測工学,実験・教育教材の開発と活用法
研究:リチウムイオン電池と蓄電システムの研究開発,リチウムイオンキャパシタの応用研 究,企業との奨励研究や共同開発の推進など。平成25年度「電気科学技術奨励賞」(リチウムイオン電池の製作研究に関する研究指 導)受賞
主な著書:
・『リチウムイオン電池回路設計入門』日刊工業新聞社,2012年
・『はじめての電気工学』森北出版社,2014年
・『例題で学ぶはじめての電気回路』2016年
・『例題で学ぶはじめての電磁気』2017年
・『例題で学ぶはじめての半導体』2017年
・『例題で学ぶはじめての自動制御』2018年(以上全 て技術評論社)
他多数


伊藤敏(いとうさとし)

1979年 大阪大学大学院理学研究科修了
1979年 理学博士
1979年 東京工芸大学工学部で液晶の研究に従事
1987年 愛知技術短期大学教授
2000年 愛知工科大学工学部教授
2004年 岐阜聖徳学園大学経済情報学部教授
    現在にいたる
専門:情報,情報教育教材の開発と活用法
研究:慣性センサによる呼吸検出方法の開発,動画から顔の動き検出による行動解析,額か らの脈波検出と自律神経評価への応用など
主な著書:
・『Excelで学ぶ理工系シミュレーション入門』CQ出版社,2003年
・『入門物理学実験 体でつかむ物作りの基礎』コロナ社,2003年
・『体験型プログラミング ロボットの頭脳をExcelで作る』現代図書,2008年


井上祥史(いのうえしょうし)

1980年 広島大学大学院理学研究科修了
1981年 理学博士
1985年 富士宮北高校教諭
1988年 愛知技術短期大学講師
1999年 岩手大学教育学部教授
2014年 岩手大学名誉教授
    北海道教育大学特任教授
専門:計測工学,数値シミュレーション
研究:風力発電量予測システム,ICT 教育など
主な著書:
・ 『中学校技術分野ものづくりシリーズ』1,2,3,旺文社デジタルインスティチュート, 2002年
・『情報基礎』学術図書,2006年
・『例題で学ぶはじめての電磁気』技術評論社,2017年