診療放射線技師国家試験対策



〜電子・電子工学〜


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1次側  2次側 1次側→2次側 2次側→1次側
管電圧 実効値 波高値 1次側×巻線比×1.41 2次側÷巻線比÷1.41
管電流 実効値 平均値 1次側÷巻線比÷1.11 2次側×巻線比×1.11

相電圧 線間電圧 相電流 線電流
星型(Y)結線 1.73(位相30°進む)
三角(Δ)結線 1.73(位相30°進む)


 P〔三相の電力(W)〕=1.73×V×I×cosφ 〔W〕

 線間電圧:V(V)、線電流:I(A)、負荷の力率:cosφ (結線方式が星型、三角どちらでも)


 〜オシロスコープ〜

○電圧の時間的変化が直接観測できる。
○リサージュ図形が直接観測できる。
○交流の周波数が測定できる。
○のこぎり波状の電圧を水平偏向板に加える。

 〜ダイオード〜

○ツェナー現象を利用したものを定電圧ダイオードという。
○トンネル効果を利用したものをエサキダイオードという。
○バラクタダイオードは電圧に応じて容量値が変化する可変容量ダイオードのことである。
○PN接合に順方向電圧を加えた場合、電子がN型半導体からP型半導体へ流れる。
○エザキダイオードはトンネル効果を応用している。
○整流回路にはツェナ-ダイオード(定電圧特性)とシリコンダイオード(整流特性)が使用される。
○pn接合に順方向に電圧を印加すると光を発するダイオードを発光ダイオードという。


ベース接地 エミッタ接地 コレクタ接地
入力インピーダンス
出力インピーダンス
電圧利得
電流利得 なし(≒1)
電力利得
周波数特性
位相


 〜トランジスタ〜

○FETにはNチャンネル形とPチャンネル形とがある。
○FETはソース、ゲート、ドレンの端子をもつ。
○MOS型FETは金属、酸化物、半導体の三層構造をもつ。
○PNP形のエミッタはP型半導体である。
○直流電流増幅率(hFE)はトランジスタの電気的特性を示す特徴的な要素の一つである。
○電界効果トランジスタはゲートに加わる電圧でドレン電流を制御する。
○コレクタ接地のトランジスタ増幅器をエミッタホロウという。
○電界効果形トランジスタ(FET)の中でも、MOS形FETは入力抵抗が大きい。


 〜半導体〜

○ツェナ-ダイオードは低電圧回路に使われる。
○サイリスタは無接点スイッチとして使われる。
○MOS型FETは高周波増幅に使われる。
○バラクタダイオードは容量リアクタンス(Xc)を変化させるのに使われる。
○純Siが真性半導体である。
○P型半導体の不純物はアクセプタ、多数キャリアは正孔である。
○N型半導体の不純物はドナー、多数キャリアは電子である。
○空乏層には自由なキャリアはほとんど存在しない。
○金属と半導体とのショットキー障壁接触は整流作用を示す。
○真性半導体の不純物は実質上ゼロとみなせる。
○半導体は微量な不純物で抵抗率が大きく変化する。
○不純物がAs(ヒ素)ならばN型半導体になる。
○不純物がB(ホウ素)やIn(インジウム)ならばP型半導体になる。
○金属の抵抗は温度が上昇すると大きくなるが、半導体の抵抗の温度が上昇すると低くなる。
○PNP接合トランジスタのエミッタはP型半導体である。
○PN接合に逆方向電圧を加える場合、P型部にかかる電位はN型部より低い。
○P型部では主に正孔が電荷を運ぶ。
○半導体素子の材質には主にシリコンが用いられる。

磁界の強さ V/m    磁気モーメント Wb・m
磁束 Wb 電力 J/s
磁束密度 インダクタンス
電界の密度 V/m(N/C) コンダクタンス
誘導率 F/m 電力量 Ws
低抗率 Ω・m 皮相電力 VA
磁極の強さ Wb 透磁力 H/m


 〜理想的なオペレーションアンプ〜

○増幅率が無限大である。
○入力インピーダンスは無限大である。
○出力インピーダンスが0である。
○周波数帯域が直流から無限大までである。
○無信号入力のときの出力信号は0である。

 〜静電力〜

○2個の点電荷の間にはクーロン力が働く。
○導体内部の電界はゼロである。
○電気量と電位差の積はエネルギーを表す。
○コンデンサーは静電誘導を利用したものである。
○点電荷Q(C)から距離r(m)離れた点の電界の大きさEは
  E=k×Q/r (V/m) k:比例定数
○導体表面は等電位面である。
○等電位面は電気力線と直角に交わる。
○Q(C)の点電荷からはQ/ε(本)の電気力線が出る。ただし、εは真空の誘電率である。
○正の電荷から出た電気力線は負の電荷に入る。
○電界中に置かれた電子は電界に比例した力を受ける。

種類 動作原理と概要 使用回路
可動コイル 永久磁石の磁束と電流との相互作用。 直流
可動鉄心 磁界内の軟鉄片に働く電磁力。 交(直)流
電流力計型 電流相互間の電磁力。 交直流
整流器型 整流器で整流して直流計器で計る。 交流
熱電型 熱電対と可動コイル型の組み合わせ。 高周波
交直流
静電型 充電した金属板間の静電的な力を利用する。 交直流
誘導型 交番磁束とこれによる誘導電流との相互作用。 交流
振動片型 振動片の機械的共振作用 交流


 〜パルス回路〜

○フリップフロップ回路(双安定マルチバイブレータ)は計数回路に用いられる。
○トランジスタをスイッチとして用いる。
○無安定マルチバイブレーターはトリガがなくてもパルスを発生する。
○単安定マルチバイブレータは1トリガで1パルス発生する。
○双安定マルチバイブレータは2トリガで1パルス発生する。

 〜磁性体〜

☆強磁性体:外部磁場と同じ向きに非常に強く磁化される磁性体。(ニッケル、鉄、コバルトなど)

☆弱磁性体:磁化のされかたが弱い磁性体。

☆反磁性体:外部磁界と反対の向きに弱く磁化される磁性体。(銅、銀、金、アンチモンなど)

☆常磁性体:外部磁界と同じ向きに弱く磁化される磁性体。(アルミニウム、ナトリウム、カリウム、モリブデン)

○抵抗と温度係数の関係はR=R0{1+α(T-T0)} R:温度Tの時の抵抗 R:温度T0の時の抵抗 α:温度係数
○ループ面積が大きい材料を変圧器に使用した場合、変圧器のヒステリシス損が大きくなり、その結果発熱が大きくなる。
○残留磁気Brが大きい方が強い磁石が作れる。
○渦電流損は変圧器の鉄心中に生じる鉄損の一つである。
○ヒステリシス損は変圧器の鉄心中に生じる鉄損の一つである。
○変圧器の鉄心中に生じる鉄損は熱として放出される。


測定器 目的
テスタ 直流抵抗の簡易測定。
ホイートストンブリッジ 0.1〜105〔Ω〕の直流抵抗の比較的精密な測定。
ケルビンダブルブリッジ さらに低抵抗の精密な測定。
直流電位差計 直流電圧の精密測定に用いられる。
コールラッシュブリッジ 交流抵抗の精密な測定。
メガ− 絶縁抵抗などの高抵抗の測定に用いる。


 〜コンデンサ〜

○交流電流は通すが直流電流は通さない。
○容量リアクタンスは周波数の反比例する。
○流れる電流は静電容量に比例する。
○平行平板コンデンサの静電容量Cは面積をS、板間隔をd、誘電体の誘電率をεとすると C=εS/dで与えられ、コンデンサーに蓄えられるエネルギーはCV2/2である。
○コンデンサに流れる電流iは電圧に対してπ/2だけ進む。

 〜コイル〜

○電流の位相は加えられた電圧より遅れる。
○流れる電流は自己インダクタンスに反比例する。
○低周波のバイパスとして用いられる。
○交流電流は通りにくいが直流は通りやすい。
○誘導リアクタンス X=2πfLは、周波数fに比例する。

電圧利得  20logV/V  2倍→6dB
電流利得 20logI2/I1 2倍→6dB
電力利得 10logW2/W 2倍→3dB


 〜負帰還増幅回路〜

○増幅度は低下する。
○電子部品の計時変化による変動を減少させる。
○出力の雑音を低下させる。
○入力インピーダンスを変換できる。
○外乱の影響が少なくなる。
○周波数特性が改善される。
○歪みが減少する。
○負帰還は安定でよく使われている。一方、正帰還は発振回路に利用されている。


 〜変圧器〜

○1次コイルの巻数をN、2次コイルの巻数をNとすれば、1次コイルに加えた電圧Eと2次コイルに現れる電圧Eとの間にはN:N=E:Eが成立する。
○変圧器の極性には減極性または加極性がある。
○変圧器に電圧を加えると鉄損のため鉄心が熱せられる。
○鉄損には鉄心のヒステリシス損を含んでいる。
○一つのコイルに1次コイルと2次コイルの役割をもたせた変圧器を単巻変圧器という。

 〜直列共振〜  〜並列共振〜
○X=Xとなる(リアクタンス最小) ○リアクタンスは最大になる。
○回路電流IはI=V/R(回路電流最大) ○回路電流は最小になる。
○電圧Vと電流Iの位相差は0で同相になる ○電圧Vと電流Iの位相は逆位相になる


 〜自動制御系の伝達関数〜

○一次遅れ要素:1/1+Ts ○比例要素:K
○微分要素:s  ○積分要素:1/s ○無駄時間要素:e−sL


○電磁誘導に関係するのは、レンツの法則、ファラデーの法則、フレミングの右手の法則である。
○電解液の抵抗は交流で測定する。
○ホール素子は磁界の測定に用いられる。
○熱伝対はゼーベック効果を応用している。
○波高値=最大値/実効値 波形率=実効値/平均値 効率=出力/入力 電力=電圧×電流
○交流の場合はV・Iを皮相電力、V・I・cosθ(cosθ:力率)を有効電力、V・I・sinθを無効電力という。


○オン状態のサイリスタをターンオフするには、陽極電流を保持電流以下に下げるか、又は外部の転流回路によりターンオフ時間以上の間、逆電流を加える。
○FETはゲート電圧およびドレイン電圧によりドレイン電流を制御する。
○トライアックは3端子双方向サイリスタであり、ゲートトリガ電流により交流の立ち上がり位置を制御する。
○ツェナーダイオード(定電圧ダイオード)はツェナ-現象(トンネル効果)と電子なだれによるブレークダウン現象を利用して電圧を一定に保つことを利用する。
○サーミスタは温度によって抵抗値が大きく変化するのを利用して温度検出器として用いられる。
○表皮効果とは、周波数が高くなるにつれて、電流が導体の内部では流れにくくなり、導体の表面層だけを流れるようになる現象である。
○導線の浮遊インダクタンスによって回路のインピーダンスはjωLだけ増えることになり、高周波になる程電流は流れにくくなる。
○高周波になると誘電損失が大きくなる。
○導線間の浮遊キャパシタンスによるインピーダンスは1/
jωLであるので、高周波になると導線間に漏れ電流が流れやすくなる。