理工系大学の授業テスト用で電気・電子回路理論の基本を学べる教材本「基本を学ぶ回路理論」

組込みシステムの業務の業務で自動制御系の勉強する必要に迫られました

そのため最近過渡応答周波数応答ラプラス変換とかそんな用語に関係する分野の勉強をしています

その勉強の中の一つとして読んだ書籍が本書

「基本を学ぶ回路理論」です

大学で理工系の数学の勉強をまともにしてこなかった私にとっては、

内容が難しくてピンとこなかった。

アマゾンのレビューにも、

うひゃー難しい。

とコメントが書いてありました。よかった～、難しいと感じるのは私だけじゃなかったんだ。

かつ、組み込みシステムのソフトエンジニアの立場から、

業務で直接役に立つかどうか？

というのはクエスチョンです。

でも一応、本書の全体はざっと読みました。

著者の渡部英二さんは、東京工業大学大学院卒の工学博士。執筆時点では、芝浦工業大学システム理工学部教授で教授をされている方です。

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大学の理工系学生向けの本「基本を学ぶ　回路理論」

「基本を学ぶ　回路理論」を読むのが向くのは,

今、理工系の大学で、電子・電気回路の理論を学んでいる学生さんだと思います。

大学での試験対策用になると思います。

章末ごとに例題があるので、問題とその解答方法を勉強することができます。

業務で使うために勉強する私にとっては、ピンと来なかった内容が多いです。

とは言っても吸収できる内容はありました。

本書の構成は、

• １章、回路理論の基本概念
• 2章、回路の時間応答を微分方程式で解いていくやり方
• ３章、ラプラス変換を用いて回路の過渡現象を求める方法
• 4章、回路関数の話
• 5章、フーリエ変換とフーリエ級数についての内容

特に、4章で書かれている、

回路関数、駆動関数、伝達関数、インポート回路の動作量、リアクタンス2ポート回路、電力伝送

の内容が、正直、難しくて頭に入りませんでした。

以下、どんな点が役に立ったのか、そちらを書いてメモ書きで書いておきます。

「基本を学ぶ　回路理論」でメモっておいた箇所

ページ3

電流源の話です。

電流源の端子間の電圧が変動しても、

電流変化が生じないように、電流源内部抵抗は無限大でなければなりません。

 

一方の電圧源の説明。引用します

電圧源の中を電流が流れたときに、電圧源内部で電圧降下を生じないように電圧源の内部抵抗は0でなければなりません

• 電流源は内部抵抗は無限大
• 電圧源の内部抵抗は0

これをイメージしておくことが大事ということが理解できます。

87ページ

回路の安定性の話。

こちらは、式は難しくてピンと来なかったですが、

極の位置と過渡応答波形が一覧になった図がありますが、イメージしやすいですね。

安定と不安定、減衰振動、単調振動、一定振動、一定値、単調増加のイメージです。

「システムは安定でなければならない」

横軸時間、縦軸が振幅のグラフで、グラフの中のどの象限にいれば安定なのか？

ってことがわかります。

そして5章。

フーリエ変換と回路の応答。こちらも式が難しくて、私はさらっと流しただけですが、

偶奇性について、

実部と虚部に分かれた式では、実部が偶関数。虚部が奇関数。

用語の定義について、５章で理解することはできました。

まとめ

本書を書かれたのは渡辺英二さん。ずっと大学の講師や教授をされている方です。

内容が大学の勉強向き。数式が多く、本当に「理論」っていう言葉がぴったりの内容です。

組み込みシステムとか電気回路を使ったシステムを開発するエンジニアも、

理論なのでもちろん知っておいた方がいいでしょう。

回路を作り込むエンジニアは役に立つでしょう。

一方、組込みシステムのエンジニアの場合は、直接業務に役立つとは言えないかもしれませんね。

本書のはしがきにこんなことが書いてありました。

本書の著者の狙いがよく伝わる内容です。

引用しておきます

LSI の進歩により回路そのものが見えなくなってきたことやハードウェアとソフトウェアの分離が進んだことから、ものとしての回路がイメージしづらくなりました。

しかしながら LSI の中身が回路であることに変わりはなく回路設計がエレクトロニクスの主役であり続けると思われます。

さらに回路理論の中で展開されている方法論は電気情報系の学問体系の中で骨格の役割を果たすものであり、

電気情報系技術者の共通言語と言えます。

学問体系の中での重要性を考えれば、回路理論をカリキュラムから外すことは難しくこのエッセンスをいかに学生に伝えるかは教える側の努力にかかっていると言えます。

 

回路理論は、電子回路・情報系の分野の骨格。

この骨格というのがキーワードですね。

理論を知らなくても、業務ってある程度できちゃいます。今の時代、業務は分業化されていることが多いですし。ソフト作る人だけなら、理論知らなくてもソフト作れます。

でもやっぱり、骨格ですから、

回路理論って知っておいた方が特に決まってます。

私は、苦しみながらも本書を読みました。

本書だけでは、数式が難しすぎて、理解ができないことが多かったです。

でも、「骨格」を身につける自己研鑽はしてきたいモチベーションはあがる一冊でした。

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