電気でんき工学こうがく

電気でんき工学こうがく（でんきこうがく、英えい: electrical engineering）は、電気でんきや磁気じき、光ひかり（電磁波でんじは）の研究けんきゅうや応用おうようを取とり扱あつかう工学こうがく分野ぶんやである。電気でんき磁気じき現象げんしょうが広汎こうはんな応用おうよう範囲はんいを持もつ根源こんげん的てきな現象げんしょうであるため、通信つうしん工学こうがく、電子でんし工学こうがくをはじめ、派生はせいした技術ぎじゅつでそれぞれまた学問がくもん分野ぶんやを形成けいせいしている。電気でんきの特徴とくちょうとして「エネルギーの輸送ゆそう手段しゅだん」としても「情報じょうほうの伝達でんたつ媒体ばいたい」としても大変たいへん有用ゆうようであることが挙あげられる。この観点かんてんから、前者ぜんしゃを「強電きょうでん」、後者こうしゃを「弱電じゃくでん」と二分にぶんされる。

電気でんき工学こうがくは、複雑ふくざつな電力でんりょく系けいの設計せっけいから…

… 電子でんし回路かいろの設計せっけいまで含ふくむ。

歴史れきし

マイケル・ファラデーの発見はっけんが電動でんどう機き技術ぎじゅつの基盤きばんを築きずいた。

電気でんきは17世紀せいき初はじめごろには科学かがくの興味きょうみの対象たいしょうとなっていた。世界せかい初はつの電気でんき工学こうがく者しゃは「ベルソリウム」を設計せっけいしたウィリアム・ギルバートといわれている。ベルソリウムは静電気せいでんきを帯おびている物体ぶったいを検出けんしゅつする機器ききである。彼かれはまた、磁力じりょくと静電気せいでんきを明確めいかくに区別くべつした最初さいしょの人物じんぶつであり、「electricity（エレクトリシティ）」（電気でんき）という用語ようごを確立かくりつした人物じんぶつと言いわれている。1775年ねん、アレッサンドロ・ボルタは電荷でんかを蓄たくわえる電気でんき盆ぼんを世よに知しらしめ、1800年ねんには電池でんちの先駆さきがけであるボルタ電池でんちを開発かいはつした。

しかし、電気でんきに関かんする研究けんきゅうが本格ほんかく化かするのは19世紀せいきになってからである。ゲオルグ・オームは1827年ねん、導体どうたいにおける電流でんりゅうと電位差でんいさの関係かんけいを定式ていしき化かした（オームの法則ほうそく）。1831年ねん、マイケル・ファラデーは電磁でんじ誘導ゆうどう現象げんしょうを発見はっけんした。ジェームズ・クラーク・マクスウェルは電気でんきと磁気じきの統一とういつ理論りろんを確立かくりつし、1873年ねんに “Electricity and Magnetism”（抄訳しょうやく「電気でんきと磁気じき」）という論文ろんぶんを発表はっぴょうした。

電気でんき工学こうがく教育きょういくの誕生たんじょうと電力でんりょくの商業しょうぎょう化か

トーマス・エジソンは世界せかい初はつの大だい規模きぼ電力でんりょく供給きょうきゅう網もうを構築こうちくした。

そのころ、電気でんきの研究けんきゅうは物理ぶつり学がくの一いち分野ぶんやとみなされていた。電気でんき工学こうがくが大学だいがくの学科がっかとなるのは19世紀せいき末まつごろである。1882年ねん、ダルムシュタット工科こうか大学だいがくが世界せかい初はつの電気でんき工学科こうがっかを創設そうせつした。また同年どうねん、マサチュまさちゅーセッツ工科大学せっつこうかだいがくでも物理ぶつり学部がくぶで電気でんき工学こうがくの学位がくいを選択せんたくできるようになった。1883年ねん、ダルムシュタット工科こうか大学だいがくとコーネル大学だいがくで世界せかい初はつの電気でんき工学こうがくのカリキュラムを導入どうにゅうし、1885年ねんにはイギリス初はつの電気でんき工学科こうがっかがユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドンに創設そうせつされた。1886年ねん、アメリカ合衆国あめりかがっしゅうこく初はつの電気でんき工学科こうがっかをミズーリ大学だいがくコロンビア校こうが創設そうせつした。日本にっぽんでは、工こう部ぶ省しょう工学こうがく寮りょう工こう学校がっこう電信でんしん科かが1871年ねんに発足ほっそくしているが、これが東京大学とうきょうだいがく工芸こうげい学部がくぶと統合とうごうされて帝国ていこく大学だいがく工科こうか大学だいがく（後ごの東京大学とうきょうだいがく工学部こうがくぶ）となったのは1886年ねんのことだった。

ニコラ・テスラは長距離ちょうきょり送電そうでん網もうを実現じつげん可能かのうとした。

同おなじころ、電気でんき工学こうがくは劇的げきてきな発展はってんを遂とげる。1882年ねん、トーマス・エジソンはマンハッタンの59の顧客こきゃくに直流ちょくりゅう110ボルトの電力でんりょくを供給きょうきゅうする世界せかい初はつの電力でんりょく供給きょうきゅう網もうを完成かんせいさせた。1884年ねん、チャールズ・アルジャーノン・パーソンズが蒸気じょうきタービンを発明はつめいし、これが今日きょうでは電力でんりょくの80%を生うみ出だしている。1887年ねん、ニコラ・テスラは、エジソンの直流ちょくりゅう方式ほうしきと競合きょうごうする交流こうりゅうによる電力でんりょく供給きょうきゅう方式ほうしきについて複数ふくすうの特許とっきょを取得しゅとくしている。その後ご、直流ちょくりゅうと交流こうりゅうのどちらが送電そうでん方式ほうしきとしてふさわしいかについて、エジソンとテスラの間あいだで電流でんりゅう戦争せんそうと呼よばれる激はげしい対立たいりつが生しょうじた。この対立たいりつは結局けっきょく、送電そうでん効率こうりつと送電そうでん距離きょりの長ながさという面めんで優すぐれていた交流こうりゅうの勝利しょうりに終おわった。

この2人ふたりは、他ほかにも様々さまざまな業績ぎょうせきを残のこしている。テスラは誘導ゆうどう電動でんどう機きや多た相あい交流こうりゅうについて業績ぎょうせきを残のこし、後ごの研究けんきゅうに影響えいきょうを与あたえた。エジソンは電信でんしんで業績ぎょうせきを残のこし、特とくに株価かぶかを電信でんしんで知しらせ、それを紙かみテープに記録きろくに残のこす装置そうち stock ticker を製品せいひん化かし、その収益しゅうえきでゼネラル・エレクトリック社しゃが生うまれた。しかし、19世紀せいき末まつには電気でんき工学こうがくにさらなる進展しんてんをもたらす重要じゅうような人々ひとびとが登場とうじょうしつつあった。

無線むせん工学こうがくの勃興ぼっこう

ラジオの開発かいはつにおいては、多数たすうの科学かがく者しゃや発明はつめい家かが無線むせん技術ぎじゅつや電子でんし工学こうがくに貢献こうけんしている。1881年ねん、ハインリヒ・ヘルツは電磁波でんじはの発生はっせいと検出けんしゅつを行おこなう電気でんき装置そうちを製作せいさくして極ごく超ちょう短波たんぱの実験じっけんを行おこなった。1895年ねん、ニコラ・テスラはニューヨーク市内しないの自身じしんの実験じっけん室しつから発信はっしんした電波でんぱをウェストポイントで受信じゅしんする実験じっけんに成功せいこうした（距離きょりは80.4km）。1897年ねん、フェルディナント・ブラウンはオシロスコープの一部いちぶとしてブラウン管ぶらうんかんを発明はつめいし、これが後こうのテレビを生うむことになる。ジョン・フレミングは1904年ねん、最初さいしょの真空しんくう管かん（二に極きょく管かん）を発明はつめいした。2年ねん後ご、ロベルト・フォン・リーベンとリー・ド・フォレストがそれぞれ独自どくじに増幅ぞうふく効果こうかのある三極さんきょく管かんを発明はつめいした。

1895年ねん、グリエルモ・マルコーニはヘルツの無線むせん技術ぎじゅつをさらに進展しんてんさせた。まず彼かれは約やく1.5マイルの距離きょりでの無線むせん信号しんごうの送受信そうじゅしん実験じっけんを行おこなった。1901年ねん12月、マルコーニは地表ちひょう面めんの曲きょく率りつに影響えいきょうされない無線むせん電波でんぱを送信そうしんし、大西洋たいせいようを横断おうだんする無線むせん通信つうしんに成功せいこうした（距離きょりは約やく3400km）。

その後ごの進展しんてん

1920年ねん、アルバート・ハルがマグネトロンを開発かいはつし、1946年ねんのパーシー・スペンサーによる電子でんしレンジ開発かいはつの元もととなった。1934年ねん、イギリス軍ぐんはレーダー（これもマグネトロンを応用おうようしたもの）の開発かいはつに着手ちゃくしゅし、1936年ねん8月がつにはBawdseyで世界せかい初はつのレーダー基地きちの運用うんようが始はじまった。

1941年ねん、コンラート・ツーゼは世界せかい初はつのプログラム可能かのうな完全かんぜん自動じどう計算けいさん機きZ3を公開こうかいした。1946年ねんにはジョン・プレスパー・エッカートとジョン・モークリーのENIACが続つづき、コンピュータ時代じだいが始はじまった。コンピュータの計算けいさん能力のうりょくによって、様々さまざまな新しん技術ぎじゅつの開発かいはつが可能かのうとなり、アポロ計画けいかくとその月面げつめん着陸ちゃくりくもコンピュータがあるからこそ可能かのうになった。

1947年ねん、ウィリアム・ショックレー、ジョン・バーディーン、ウォルター・ブラッテンがトランジスタを発明はつめいし、より小型こがたの機器ききを開発かいはつする電子でんし工学こうがくや半導体はんどうたい工学こうがくへの道みちが開ひらかれた。

電気でんき工学こうがくと関連かんれん分野ぶんやの発展はってん

電気でんき工学こうがくの源流げんりゅうは基礎きそ理論りろんとしての電気でんき回路かいろ学がくと実用じつようとしての電力でんりょく工学こうがくである。次つぎに情報じょうほうの伝達でんたつの観点かんてんから通信つうしん工学こうがくが派生はせいする。通信つうしん工学こうがくの発展はってんの過程かていで増幅器ぞうふくき、高周波こうしゅうは発振はっしんのための真空しんくう管かんが発達はったつし、1940年ねんごろの半導体はんどうたいによる固体こたい増幅ぞうふく素子そしの発明はつめいがあり電子でんし工学こうがくが生うまれる。電子でんし工学こうがくの利用りよう方法ほうほうとして論理ろんり演算えんざんの機械きかい化かが可能かのうになり、ここからコンピュータを利用りようした情報じょうほう工学こうがくが起おこる。また電気でんき回路かいろ学がくの周波数しゅうはすう応答おうとうの研究けんきゅうから、制御せいぎょ工学こうがくが派生はせいしている。

電力でんりょく工学こうがく

詳細しょうさいは「電力でんりょく工学こうがく」を参照さんしょう

電柱でんちゅう

電力でんりょく工学こうがくは、電気でんきのエネルギーとしての利用りように関かんする工学こうがくである。エネルギーの発生はっせいとしての発電はつでんと電力でんりょく流通りゅうつうとしての送電そうでんが2大だいテーマで、高こう電圧でんあつ・大だい電流でんりゅうに耐たえうる電力でんりょく回路かいろ、絶縁ぜつえん体たいなどの電気でんき材料ざいりょうについて取とり扱あつかう。変圧へんあつ器き、発電はつでん機き、発動はつどう機き、高こう電圧でんあつ工学こうがく、パワーエレクトロニクスなどを含ふくむ。多おおくの国くにでは、発電はつでん・送電そうでん・配電はいでんの電力でんりょく網もうを政府せいふが維持いじ管理かんりしている。利用りよう者しゃは電力でんりょく網もうからエネルギーを購入こうにゅうでき、自前じまえで発電はつでんするコストを抑おさえることができる。電力でんりょく工学こうがく者しゃは電力でんりょく網もうおよび電力でんりょく網もうに接続せつぞくする電力でんりょくシステムの設計せっけいや保守ほしゅを研究けんきゅうしている。電力でんりょくシステムは電力でんりょく網もうに電力でんりょくを供給きょうきゅうするものと電力でんりょく網もうから電力でんりょくを引ひき出だすものがある（あるいは、両方りょうほう同時どうじに行おこなうものもある）。電力でんりょく網もうに接続せつぞくしない電力でんりょくシステムも研究けんきゅう対象たいしょうである。リアルタイムのフィードバックにより電力でんりょく需要じゅようの急増きゅうぞうに対応たいおうし停電ていでんを防ふせぐ人工じんこう衛星えいせい制御せいぎょの電力でんりょくシステムなどが今後こんごの研究けんきゅう課題かだいである。

通信つうしん工学こうがく

詳細しょうさいは「通信つうしん工学こうがく」を参照さんしょう

ディープスペースネットワークで使用しようされる巨大きょだいなパラボラアンテナ

情報じょうほう通信つうしんに関かんする分野ぶんやで、電気でんき通信つうしん、電磁気でんじき学がくがある。情報じょうほうを一いち地点ちてんから別べつな地点ちてんに送おくるためには、同軸どうじくケーブル、光ひかりケーブルや自由じゆう空間くうかんなどの伝送でんそう路ろを必要ひつようとする。これら伝送でんそう路ろはマクスウェルの方程式ほうていしきをはじめとする電磁気でんじき学がくの法則ほうそくを用もちいて正確せいかくに記述きじゅつすることができる。自由じゆう空間くうかんでの通信つうしんの場合ばあい、伝送でんそうに適てきした搬送はんそう周波数しゅうはすうに情報じょうほうを変換へんかんした搬送波はんそうはの形かたちにする必要ひつようがあり、それを変調へんちょうと呼よぶ。変調へんちょう方式ほうしきには振幅しんぷく変調へんちょう、周波数しゅうはすう変調へんちょうなどの技法ぎほうがある。変調へんちょう方式ほうしきによってシステムのコストと性能せいのうは異ことなり、両者りょうしゃのバランスを工学こうがく者しゃや技術ぎじゅつ者しゃが注意深ちゅういぶかく調整ちょうせいする。

システムの伝送でんそう特性とくせいが決きまると、次つぎに送信そうしん機きと受信じゅしん機きの設計せっけいを行おこなう。送信そうしんと受信じゅしんの機能きのうを兼かね備そなえた機器ききをトランシーバーと呼よぶ。送信そうしん機きの設計せっけいにあたっては、電力でんりょく消費しょうひが信号しんごう強度きょうどと密接みっせつに関連かんれんしている点てんが重要じゅうようである。送信そうしん機きの信号しんごう強度きょうどが不十分ふじゅうぶんな場合ばあい、雑音ざつおんによって情報じょうほうが失うしなわれることになる。

無線むせん工学こうがく

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通信つうしん工学こうがくの一いち分野ぶんやとして無線むせん通信つうしんを対象たいしょうとする無線むせん工学こうがくがある。電磁気でんじき学がくの応用おうようとしてアンテナの指向しこう性せい、利得りとくに関かんする研究けんきゅうが主要しゅようテーマである。

電子でんし工学こうがく

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「Raspberry Pi」の回路かいろ基板きばん

真空しんくう中ちゅう、固体こたい中ちゅうや電界でんかい中ちゅう、磁界じかい中ちゅうなどにおける電子でんしのふるまいを解明かいめい、理論りろん化かし、またそれをもとに、種々しゅじゅの電子でんし素子そし、装置そうちなどの制御せいぎょを行おこなう技術ぎじゅつ。抵抗ていこう器き、キャパシタ、インダクタ、トランジスタ、ダイオード、その他たの半導体はんどうたい素子そしなどの電子でんし回路かいろ素子そしモデルをつくる。このモデルを使つかう目的もくてきは、回路かいろのシミュレーションを行おこなうためであり、その部分ぶぶん的てきな回路かいろを組くみ合あわせて大だい規模きぼな回路かいろを作つくり上あげることができる。

第だい二に次じ世界せかい大戦たいせん以前いぜんは、電子でんし工学こうがくは無線むせん工学こうがくとほぼ同義どうぎで、応用おうよう範囲はんいは電気でんき通信つうしんやレーダー、ラジオ、初期しょきのテレビなどに限かぎられていた。戦後せんご、民生みんせい用よう電子でんし機器ききが開発かいはつされるようになり、テレビ、音響おんきょう機器きき、コンピュータ、マイクロプロセッサなどの開発かいはつと共ともに電子でんし工学こうがくも発展はってんしていった。1950年代ねんだい末まつには無線むせん工学こうがくと電子でんし工学こうがくは完全かんぜんに別べつの分野ぶんやと認識にんしきされるようになった。

1959年ねんの集積しゅうせき回路かいろの発明はつめい以前いぜん、電子でんし回路かいろは個別こべつの部品ぶひんを組くみ合あわせて構築こうちくされていた。当然とうぜんながら回路かいろの実装じっそうに要ようする空間くうかんも電力でんりょくも大おおきく、動作どうさ速度そくどは遅おそかった。それでも、今いまもそのような回路かいろ実装じっそうの用途ようとがある。一方いっぽう集積しゅうせき回路かいろはトランジスタを中心ちゅうしんとした微小びしょうな電子でんし部品ぶひんをひとまとめにして、小ちいさなチップ内ないに回路かいろを構成こうせいする。これによってコンピュータなどの電子でんし機器ききの性能せいのうが向上こうじょうしていった。

半導体はんどうたい工学こうがく

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マイクロプロセッサ

半導体はんどうたい素子そしの微細びさい化かの絶たえ間まない進展しんてんは、VLSI製造せいぞうプロセスの発展はってんをもたらし、完全かんぜんなシステムをひとつのチップに実装じっそうする技術ぎじゅつを実現じつげんした。マイクロプロセッサはこの進展しんてんの成果せいかで、コンピュータ工学こうがくの関連かんれん分野ぶんやとかかわる。

材質ざいしつに着目ちゃくもくすると「半導体はんどうたい工学こうがく」だが、製造せいぞう技術ぎじゅつに着目ちゃくもくすると「マイクロエレクトロニクス」と呼よばれる。これらはほぼ同義どうぎだが、マイクロエレクトロニクスは必かならずしも半導体はんどうたい集積しゅうせき回路かいろに限定げんていされない。

シリコンなどの半導体はんどうたいウェハーを化学かがく的てきに製造せいぞうする技術ぎじゅつを含ふくみ、化学かがくや材料ざいりょう工学こうがくと密接みっせつに関連かんれんする。また、微細びさいな設計せっけいにあたっては量子力学りょうしりきがく的てき知識ちしきも要求ようきゅうされる。

光ひかりエレクトロニクス

詳細しょうさいは「光ひかりエレクトロニクス」を参照さんしょう

電子でんし（電気でんき）と光子こうし（光ひかり）の両方りょうほうを取とり扱あつかう電子でんし工学こうがくの一いち分野ぶんやは光ひかりエレクトロニクスまたはオプトエレクトロニクスと呼よばれる。この分野ぶんやで扱あつかう光ひかりケーブルは高速こうそくな通信つうしんシステムの開発かいはつとインターネットの発展はってんをもたらした。

電気でんき計測けいそく工学こうがく・計測けいそく工学こうがく

詳細しょうさいは「電気でんき計測けいそく工学こうがく」および「計測けいそく工学こうがく」を参照さんしょう

電気でんき計測けいそく工学こうがくは、電気でんき的てき特性とくせいの正確せいかくな測定そくていに関かんする分野ぶんや。電気でんき回路かいろ・電子でんし回路かいろの測定そくていを行おこなうと、被ひ測定そくてい回路かいろの電圧でんあつや電流でんりゅうに影響えいきょうを与あたえることが避さけられない。測定そくてい技術ぎじゅつの目的もくてきは、測定そくてい回路かいろの影響えいきょうを最小さいしょう化かあるいは補償ほしょうすることである。この分野ぶんやには物質ぶっしつの電気でんき的てき特性とくせいを利用りようするセンサや電気でんき＝機械きかい的てきな測定そくてい手段しゅだんも含ふくまれる。前者ぜんしゃの例れいとしては圧力あつりょくを測定そくていするピエゾ圧あつ電でん素子そしや温度おんどを測定そくていする温度おんどに依存いぞんする電気でんき抵抗ていこう素子そしがある。これらのセンサは制御せいぎょ工学こうがくにおいても用もちいることができる。

速度そくど測定そくてい器きを応用おうようした速度そくど違反いはん自動じどう取締とりしまり装置そうち

計測けいそく工学こうがくは、圧力あつりょく、流ながれ、温度おんどといった物理ぶつり量りょうを測定そくていする機器ききの設計せっけいを扱あつかう。そういった測定そくてい機器ききの設計せっけいには、電磁気でんじき学がくだけでなく様々さまざまな物理ぶつり学がくの知識ちしきを必要ひつようとする。例たとえば、スピード測定そくてい器きはドップラー効果こうかを応用おうようして近ちかづいてくる自動車じどうしゃの速度そくどを測定そくていする。同様どうように熱ねつ電でん対たいはペルティエ-ゼーベック効果こうかを応用おうようして2地点ちてん間あいだの温度おんど差さを測定そくていする。

計測けいそくは単独たんどくではなく、より大おおきな電気でんきシステムのセンサとして使つかわれることが多おおい。例たとえば、溶鉱炉ようこうろの温度おんどを一定いっていに保たもつシステムで熱ねつ電でん対たいを利用りようするといった場合ばあいである。このため、計測けいそく工学こうがくと制御せいぎょ工学こうがくは組くみ合あわせて扱あつかわれることが多おおい。

制御せいぎょ工学こうがく

詳細しょうさいは「制御せいぎょ工学こうがく」を参照さんしょう

ISSに接近せっきんする宇宙うちゅうステーション補給ほきゅう機き。制御せいぎょシステムは宇宙うちゅう飛行ひこうにおいて重要じゅうような役目やくめを果はたしている。

制御せいぎょ工学こうがくは様々さまざまな力学りきがく系けいをモデル化かし、システムの振ふる舞まいを望のぞんだ形かたちにするための制御せいぎょ装置そうちの設計せっけいを行おこなう。そのような制御せいぎょ装置そうちの実装じっそうにあたって、電子でんし回路かいろ、デジタル信号しんごう処理しょり、マイクロコントローラ、PLCなどを使つかうこともある。制御せいぎょ工学こうがくには、旅客機りょかくきのフライトシステムから自動車じどうしゃのクルーズコントロールまで、様々さまざまな応用おうようがある。また、ファクトリーオートメーションでも重要じゅうような役目やくめを果はたしている。

制御せいぎょシステムの設計せっけいにおいては、フィードバックを多用たようする。例たとえば、クルーズコントロールにおいては自動車じどうしゃの速度そくどを継続けいぞく的てきに監視かんししフィードバックし、それによってエンジンの出力しゅつりょくを調整ちょうせいしている。制御せいぎょ理論りろんでは、あるフィードバックがあったときのシステムの応答おうとうを求もとめることができる。

信号しんごう処理しょり

詳細しょうさいは「信号しんごう処理しょり」を参照さんしょう

べイヤーフィルターと撮像さつぞう素子そしによる、ピクセル毎ごとに1色しょくずつの情報じょうほうから、ピクセル毎ごとにRGBの情報じょうほうがある画像がぞうデータを生成せいせいするのも信号しんごう処理しょりの応用おうようのひとつである。

信号しんごう処理しょりは信号しんごうの解析かいせきや操作そうさを扱あつかう分野ぶんやである。信号しんごうには連続れんぞく的てきに変化へんかするアナログ信号しんごうと、離散りさん的てきな値ねをとるデジタル信号しんごうがある。アナログ信号しんごうの場合ばあい、信号しんごう処理しょりは音声おんせい信号しんごうなどの増幅ぞうふくやフィルタリング、電気でんき通信つうしんにおける信号しんごうの変調へんちょうや復調ふくちょうを扱あつかう。デジタル信号しんごうの場合ばあい、信号しんごう処理しょりは標本ひょうほん化かされた信号しんごうの圧縮あっしゅくや誤あやまり検出けんしゅつ訂正ていせいを扱あつかう。

デジタル信号しんごう処理しょりは、既存きそんのアナログのシステムがデジタルのシステムに置換ちかんされていくにつれて、その応用おうよう範囲はんいが電力でんりょく、通信つうしん、放送ほうそう、医療いりょうなど急激きゅうげきに拡大かくだいしている。

かつてアナログ信号しんごう処理しょりはアナログのハードウェアで実装じっそうされたシステムの設計せっけいを数学すうがく的てきに表あらわすだけのものだったが、デジタル信号しんごう処理しょりは設計せっけいを数学すうがく的てきに記述きじゅつするだけでなく、ハードウェア問題もんだいとは独立どくりつしてそのまま（ソフトウェアまたはハードウェアへの埋うめ込こみで）実装じっそうすることもできるようになった。そのためデジタル信号しんごう処理しょりは重要じゅうよう性せいを増ましつつある。

信号しんごうと信号しんごうが運はこんでいる情報じょうほうには強つよい関係かんけいがあり、信号しんごう処理しょりは情報処理じょうほうしょりと等価とうかでもある。それが信号しんごう処理しょりに幅広はばひろい用途ようとがある理由りゆうである。DSPチップは、テレビ、ラジオ、携帯けいたい機器きき、音響おんきょう機器きき、ノイズリダクションアルゴリズム、MP3プレーヤー、GPSカーナビゲーション、各種かくしゅ画像がぞう処理しょり・音響おんきょう処理しょり・音声おんせい処理しょりシステムといった様々さまざまな電子でんし機器ききに組くみ込こまれている。

計算けいさん機き工学こうがく

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携帯けいたい情報じょうほう端末たんまつ

計算けいさん機き工学こうがくは計算けいさん機きの設計せっけいに関連かんれんする分野ぶんやであり、電気でんき工学こうがくとは電子でんし式しきの計算けいさん機きの設計せっけいという分野ぶんやで関連かんれんづいている。新規しんきハードウェアの設計せっけい、携帯けいたい情報じょうほう端末たんまつの設計せっけい、コンピュータを利用りようした生産せいさんシステムの設計せっけいなどがある。システムソフトウェアも計算けいさん機き工学こうがくで扱あつかう場合ばあいがあるが、複雑ふくざつなソフトウェアシステムの設計せっけいはソフトウェア工学こうがくの領域りょういきであり、両者りょうしゃは異ことなる分野ぶんやとされている。パーソナルコンピュータの設計せっけいはこの分野ぶんやのごく一部いちぶであり、コンピュータ的てきアーキテクチャの電子でんし機器ききはゲーム機きやDVDプレーヤーなど様々さまざまなものがある。

関連かんれんする学問がくもん分野ぶんや

メカトロニクスは電気でんき工学こうがくと機械きかい工学こうがくの融合ゆうごうした工学こうがく分野ぶんやである。電気でんき機械きかい式しきシステムは様々さまざまな領域りょういきで利用りようされている。例たとえば、ファクトリーオートメーション、空調くうちょうシステム、航空機こうくうきや自動車じどうしゃの各種かくしゅサブシステムなどである。CDプレーヤーの記録きろくトラックを追尾ついびするためのレーザーの精密せいみつな位置決いちぎめは、振動しんどうや焦点しょうてんのずれ、ディスク媒体ばいたいの変形へんけい等とうを補償ほしょうするよう設計せっけいされた電子でんし回路かいろによって初はじめて実現じつげんできたものである。

微視的びしてきなメカトロニクスとしてMEMSがあり、今後こんご発展はってんが見込みこまれている。例たとえば、自動車じどうしゃのエアバッグの作動さどうタイミングを決定けっていする仕組しくみ、プロジェクタの映像えいぞうをより鮮明せんめいにする仕組しくみ、高こう精細せいさいインクジェットプリンターのインク噴射ふんしゃノズルなどがMEMSの応用おうようである。

医用いよう生体せいたい工学こうがくは、医療いりょう機器ききの設計せっけいを扱あつかう関連かんれん分野ぶんやである。人工じんこう呼吸こきゅう器き、MRIスキャナー、心電図しんでんずモニターなどの医療いりょう用よう装置そうちだけでなく、人工じんこう内耳ないじ、心臓しんぞうペースメーカー、人工じんこう心臓しんぞうといった体内たいないに埋うめ込こむ機器ききもある。

電気でんき技術ぎじゅつ者しゃの道具どうぐと理論りろんは、数学すうがくおよび物理ぶつり学がくを基礎きそにしている。特とくに電気でんき現象げんしょうの基礎きそとして電磁気でんじき学がく、電気でんき回路かいろの解析かいせき手法しゅほうである回路かいろ理論りろんが必要ひつよう不可欠ふかけつである。また、量子力学りょうしりきがく、信号しんごう処理しょり、制御せいぎょ理論りろん、計算けいさん機き科学かがくなどの知見ちけんも重要じゅうようである。

電磁気でんじき学がくがほかの日常にちじょう生活せいかつに関かかわっている例れいとしては、携帯けいたい電話でんわのアンテナの設計せっけい、磁気じき共鳴きょうめい画像がぞうスキャナにおいて電磁石でんじしゃくの正確せいかくな配置はいち調整ちょうせいにより電磁場でんじばの形成けいせいを制御せいぎょすることがあげられる。さらに電磁気でんじき学がくにより実現じつげんできた技術ぎじゅつとして電子でんしレンジがある。

学会がっかい

世界せかい的てき規模きぼでは「The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)米国べいこく電気でんき電子でんし学会がっかい」が電気でんき関連かんれんの研究けんきゅう者しゃの間あいだで著名ちょめいかつ最もっとも有力ゆうりょくな学会がっかいである。IEEEは非ひ営利えいりの研究けんきゅう団体だんたいであり、規格きかく書しょ、出版しゅっぱん物ぶつや定期ていき刊行かんこう物ぶつの発行はっこうや学会がっかいやワークショップの開催かいさいを行おこなっている。IEEEの学会がっかい誌しは数すう十じゅう種類しゅるいに及およぶ各論かくろんに分わかれて発行はっこうされている。IEEEは事実じじつ上じょう世界せかい最大さいだいの学会がっかいである。 海外かいがいでは他たに英国えいこくの「The Institute of Electrical Engineers (IEE)」がよく知しられている。

日本にっぽんの研究けんきゅう団体だんたいとしては電力でんりょくエネルギーに関係かんけいする分野ぶんやでは電気でんき学会がっかい (IEEJ) が、通信つうしんシステム・電子でんしデバイス・情報処理じょうほうしょりではこれら分野ぶんやを網羅もうらする電子でんし情報じょうほう通信つうしん学会がっかい (IEICE) が有名ゆうめいである。また電子でんし工学こうがく分野ぶんやでは応用おうよう物理ぶつり学会がっかい (JSAP)、情報じょうほう工学こうがく分野ぶんやでは情報処理じょうほうしょり学会がっかい (IPSJ) で活動かつどうする研究けんきゅう者しゃも多おおい。

脚注きゃくちゅう

参考さんこう文献ぶんけん

• 高木たかぎ純一じゅんいち『電気でんきの歴史れきし ― 計測けいそくを中心ちゅうしんとして ―』オおーム社むしゃ、1967年ねん。
• 山崎やまざき俊雄としお、木本きもと忠昭ただあき『新版しんぱん 電気でんきの技術ぎじゅつ史し』オおーム社むしゃ、1992年ねん。ISBN 978-4-27412-914-8
• 岩本いわもと洋ひろし『絵えでみる電気でんきの歴史れきし ― 図版ずはん300枚まいで物語ものがたる電気でんきの発見はっけんの旅たび』オおーム社むしゃ、2003年ねん。ISBN 978-4-27494-323-2
• 高橋たかはし雄造ゆうぞう『電気でんきの歴史れきし 人じんと技術ぎじゅつのものがたり』東京電機大学とうきょうでんきだいがく出版しゅっぱん局きょく、2011年ねん。ISBN 978-4-50111-560-9
• 矢田やた恒二つねじ『電気でんき技術ぎじゅつ発展はってんの秘話ひわ: 技術ぎじゅつを陰かげで支ささえた人々ひとびと』オおーム社むしゃ、2020年ねん。ISBN 978-4-27422-524-6

関連かんれん項目こうもく

• エレクトロニクス用語ようご一覧いちらん
• EDA
• IEEE
• 国際電気こくさいでんき標準ひょうじゅん会議かいぎ (IEC)
• 電気でんき工事こうじ士し

外部がいぶリンク

• 電気でんき工学こうがくの基礎きそ知識ちしきや全国ぜんこくの大学だいがく・研究けんきゅう室しつ紹介しょうかい | パワーアカデミー
• IEEE Global History Network ウィキベースのIEEEの歴史れきしに関かんするリソース。
• 国際電気こくさいでんき標準ひょうじゅん会議かいぎ(IEC)
• 『電気でんき工学こうがく』 - コトバンク