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目 次
第 1 章 序論：電圧および電流 1 1.1 電気回路の水モデル . . . . 1 1.2 水のモデルにおける電圧および電流 . . . . 2 1.3 電圧および電流の定義 . . . . 3 1.4 電力の定義 . . . . 5 第 2 章 電気回路の基本法則 7 2.1 マックスウエルの方程式および電荷保存則 . . . . 7 2.2 キルヒホッフの電流則 . . . . 9 2.3 オームの法則 . . . . 10 2.4 キルヒホッフの電圧則 . . . . 13 第 3 章 直流回路の解法 19 3.1 電流による電圧降下 . . . . 19 3.2 電源 . . . . 21 3.2.1 起電力と電流の向き . . . . 21 3.2.2 電圧源 . . . . 21 3.2.3 電流源 . . . . 22 3.3 キルヒホッフの法則 . . . . 23 3.4 電源に接続された抵抗に生じる電圧降下および流れる電流 . . . 24pLATEX 2ε: 00main : 2013/10/31(10:22) vi 3.5 直列接続された抵抗の合成抵抗と電圧の分配 . . . . 25 3.6 並列接続された抵抗の合成抵抗と電流の分配 . . . . 27 3.7 キルヒホッフの法則による複雑な回路の解法 . . . . 28 3.7.1 ループの選び方と電流則の省略 . . . . 28 3.7.2 ホイートストンブリッジ回路の抵抗 . . . . 30 3.7.3 二電源回路 . . . . 33 第 4 章 線形受動素子 35 4.1 回路素子の分類 . . . . 35 4.2 線形受動素子の性質 . . . . 36 4.2.1 抵抗 . . . . 36 4.2.2 コンデンサー . . . . 37 4.2.3 コイル . . . . 40 4.2.4 線形素子の性質のまとめ . . . . 43 第 5 章 電気回路で成り立つ定理 45 5.1 重ね合わせの理 . . . . 45 5.2 テブナンの定理 . . . . 47 5.2.1 テブナンの定理の応用 . . . . 47 5.2.2 テブナンの定理の証明 . . . . 49 5.3 電圧源と電流源の等価性 . . . . 50 第 6 章 正弦波交流回路 53 6.1 正弦波の振幅と位相 . . . . 54 6.2 正弦波交流信号のフェーザ表示 . . . . 57 6.3 正弦波の微積分と位相 . . . . 62 6.4 インピーダンス . . . . 62 6.4.1 抵抗 . . . . 63 6.4.2 コンデンサー . . . . 64 6.4.3 コイル . . . . 66 6.5 インピーダンスの合成 . . . . 66 6.6 アドミタンス . . . . 69 6.7 アドミタンスの合成 . . . . 69
pLATEX 2ε: 00main : 2013/10/31(10:22) vii 6.8 交流の基本回路 . . . . 71 6.8.1 RC回路 . . . . 71 6.8.2 RL回路 . . . . 74 6.8.3 共振回路 . . . . 77 第 7 章 交流の電力 81 7.1 瞬時値と実効値 . . . . 81 7.2 交流の電力 . . . . 83 7.2.1 有効電力，無効電力，および力率 . . . . 83 7.2.2 複素電力 . . . . 87 7.3 電力の伝送 . . . . 88 7.3.1 力率の改善 . . . . 88 7.3.2 変圧器による高圧送電 . . . . 89 7.3.3 最大有効電力 . . . . 91 第 8 章 交流回路の周波数特性 93 8.1 伝達関数 . . . . 93 8.2 抵抗–コンデンサー直列回路の周波数特性 . . . . 93 8.3 抵抗–コイル直列回路の周波数特性 . . . . 98 8.4 フィルター回路の実際 . . . . 99 第 9 章 過渡現象 103 9.1 連続的に変化する量と不連続に変化する量 . . . . 103 9.2 抵抗–コンデンサー直列回路のステップ応答 . . . . 105 9.3 抵抗–コイル直列回路のステップ応答 . . . . 107 9.4 周波数特性との関係 . . . 110 9.5 積分回路と微分回路 . . . 111 9.6 抵抗–コンデンサー–コイル直列回路のステップ応答 . . . . 113 第 10 章 ダイオードを含んだ回路およびその動作点 117 10.1 半導体およびその接合 . . . . 117 10.2 ダイオードの電圧電流特性 . . . . 118 10.3 ダイオード回路の動作点および負荷線 . . . . 120
pLATEX 2ε: 00main : 2013/10/31(10:22) viii 10.4 ダイオード回路の近似解法 . . . . 122 10.5 交流から直流への変換回路 . . . . 123 第 11 章 トランジスター 125 11.1 バイポーラトランジスター . . . . 125 11.2 バイポーラトランジスターの電圧電流特性 . . . . 126 11.3 バイポーラトランジスターの動作点 . . . . 128 11.4 バイポーラトランジスターを用いた論理回路 . . . . 130 11.5 電界効果トランジスター . . . . 131 第 12 章 トランジスターを用いた増幅回路 135 12.1 トランジスターの h パラメータ . . . . 135 12.2 トランジスターによる増幅の原理 . . . . 136 12.3 トランジスターの小信号等価回路 . . . . 138 12.4 バイアス回路 . . . 139 12.4.1 固定バイアス回路 . . . . 140 12.4.2 電圧帰還バイアス回路 . . . . 142 12.4.3 電流帰還バイアス回路 . . . . 144 第 13 章 オペアンプ回路 147 13.1 オペアンプとは？ . . . 147 13.2 オペアンプの特徴 . . . 148 13.3 オペアンプ回路を考えるときのポイント . . . . 149 13.4 各種のオペアンプ回路 . . . . 149 13.4.1 反転増幅器 . . . 149 13.4.2 非反転増幅器 . . . 151 13.4.3 差動増幅器 . . . 151 13.4.4 加算回路 . . . 152 13.4.5 積分回路 . . . 153 13.4.6 微分回路 . . . 154 13.4.7 ボルテージフォロワ . . . . 154 索 引 157
