電気でんき回路かいろ

電気でんき回路かいろ（でんきかいろ、英えい: electrical circuit）は、電気でんきを利用りようするために電源でんげん、負荷ふかなどの回路かいろ素子そしを導体どうたいで接続せつぞくしたものである。

概要がいよう

電気でんき回路かいろは電流でんりゅうの流ながれのための閉へいループを持もっていて、2つ以上いじょうの回路かいろ素子そし（電源でんげん、負荷ふか）が接続せつぞくされていることが通例つうれいである。「回路かいろ」の語義ごぎ的てきには閉へいループになっていることを指さすが、アンテナのように開放かいほう端はしになっている部分ぶぶんも通例つうれいとして含ふくめている。また回路かいろのうち機能きのう的てきに一部分いちぶぶんを取とり出だして、その部分ぶぶんを指さして回路かいろということもある。

電気でんきを利用りようする人工じんこう物ぶつはすべて電気でんき回路かいろの範疇はんちゅうであるが、態様たいようや機能きのうにより様々さまざまな種類しゅるい・類型るいけいが存在そんざいする。

例たとえば分野ぶんや・領域りょういき名めいではトランジスタ、ダイオード等ひとしの半導体はんどうたい素子そしを含ふくむものを指さす電子でんし回路かいろ、高周波こうしゅうは信号しんごうを扱あつかう場合ばあいの分布ぶんぷ定数ていすう回路かいろなどがあり、機能きのうを表あらわすものとして増幅器ぞうふくきの差さ動どう増幅ぞうふく回路かいろ、通信つうしん分野ぶんやにおける変調へんちょう機能きのうを担になう変調へんちょう回路かいろなどがある。

「電気でんき回路かいろ」という語かたりを用もちいる場合ばあいは、これら各かく領域りょういきに共通きょうつうする電気でんき現象げんしょうの工学こうがく的てき利用りようのためのモデル、実装じっそうに関かんする概念がいねんを取とり扱あつかう。

電気でんき回路かいろは、電気でんきの利用りよう、電気でんき現象げんしょうの検討けんとうに用もちいるモデルとしての側面そくめんと、具体ぐたい的てきな製品せいひん・システムの実装じっそう物ぶつとしての側面そくめんが存在そんざいする。電気でんきの利用りように関かんする場面ばめんにおいてはこの両者りょうしゃの存在そんざいに留意りゅういして、モデルとして設計せっけいした回路かいろを実現じつげんする実装じっそう技術ぎじゅつに関かんする理解りかい、実装じっそう可能かのうな方法ほうほうに留意りゅういしたモデルとしての回路かいろ設計せっけいの理解りかいが必要ひつようである。

電気でんき回路かいろのモデルとしての側面そくめんでは、電気でんき回路かいろの回路かいろ図ずが与あたえられる場合ばあい、実際じっさいの物的ぶってきな構成こうせいがその回路かいろ通どおりであるとは限かぎらない。例たとえば電動でんどう機き(モーター)を示しめす電気でんき回路かいろ図ずでは電気でんき的てきエネルギーと機械きかい的てきエネルギーの変換へんかん関係かんけいをモデル化かして模も式しき的てきに電気でんき回路かいろとして表現ひょうげんしており、半導体はんどうたいデバイスのトランジスタでは動作どうさを電源でんげんと受動じゅどう素子そしの組くみ合あわせとして模も式しき的てきに別べつの電気でんき回路かいろで表現ひょうげんすることが行おこなわれる。このようにある機能きのう・現象げんしょうを模も式しき的てきに表あらわす回路かいろを等価とうか回路かいろと呼よぶ。等価とうか回路かいろは電気でんき回路かいろのモデルとしての側面そくめんでよく用もちいられる考かんがえ方かたである。

電気でんき回路かいろが回路かいろ図ずとして示しめされた場合ばあい、それが実装じっそう物ぶつとしての構成こうせいを示しめすのか、ある程度ていど実装じっそうに即そくした設計せっけいモデルなのか、あるいは等価とうか回路かいろなのかという位置いちづけに注意ちゅういすることが必要ひつようである。

電気でんき回路かいろに関かんする主おもな法則ほうそく

• オームの法則ほうそく : 回路かいろ素子そしに加くわわる電圧でんあつはインピーダンス値ねと電流でんりゅうの積せきである。
• キルヒホッフの法則ほうそく :
  • 電気でんき回路かいろの任意にんいの節点せってんにおいて、流入りゅうにゅうする電流でんりゅうと流出りゅうしゅつする電流でんりゅうの和わは等ひとしい。(電流でんりゅう則そく)
  • 電気でんき回路かいろの任意にんいの閉路へいろにおいて、電圧でんあつの向むきを一方向いちほうこうに取とったとき、電圧でんあつの総和そうわは0となる。(電圧でんあつ則そく)
• 重かさね合あわせの原理げんり :
• テレゲンの定理ていり :
• Y-Δでるた変換へんかん :
• ノートンの定理ていり :
• テブナンの定理ていり :
• ミルマンの定理ていり :
• 相反あいはん定理ていり

設計せっけい方法ほうほう

小規模しょうきぼまたは簡単かんたんなものではオームの法則ほうそく、キルヒホッフの法則ほうそくをはじめとした諸しょ性質せいしつを用もちいて手て計算けいさんを行おこなうことができる。

実際じっさいの利用りよう目的もくてきに即そくした特定とくていの状況じょうきょうの下したでは、基本きほん的てきな回路かいろの構成こうせいや利用りようされる入出力にゅうしゅつりょくの条件じょうけんが定型ていけい化かされていることも多おおく、それに応おうじた解法かいほうを用もちいて設計せっけいできる場合ばあいがある。

電気でんき回路かいろを設計せっけいするためのツールとして回路かいろシミュレーターがある。これは回路かいろの構成こうせいとそれに加くわえられる電圧でんあつ・電流でんりゅうを仕様しように従したがって記述きじゅつすることで、各かく節点せってんにおける電位でんい、各かく枝えだにおける電流でんりゅうの分布ぶんぷの時とき系列けいれつを計算けいさんするものである。

計算けいさんの方法ほうほうとして節点せってん電位でんい法ほう、閉路へいろ電流でんりゅう法ほうがあるが、実現じつげん面めんで変数へんすうの設定せっていの容易たやすさから前者ぜんしゃが用もちいられる。

回路かいろシミュレーターの例れいとして電子でんし回路かいろ分野ぶんやを中心ちゅうしんとした用途ようとでSPICE、電力でんりょく工学こうがく分野ぶんやを中心ちゅうしんとした用途ようとでEMTPがある。

大学だいがく等とうでの授業じゅぎょう科目かもくとしての電気でんき回路かいろ

大学だいがく等とうにおける授業じゅぎょう科目かもくとしての電気でんき回路かいろは、抵抗ていこう、インダクタ、コンデンサ等ひとしの受動じゅどう素子そしが電源でんげんに接続せつぞくされた回路かいろで、電気でんき回路かいろの基本きほん的てき性質せいしつを題材だいざいとする。

• 電気でんき回路かいろの主おもな法則ほうそく
• 線型せんけい回路かいろ - RC回路かいろ - LC回路かいろ - RLC回路かいろ

  抵抗ていこう、インダクタ(=コイル)、キャパシタ(=コンデンサ)の受動じゅどう素子そしのみを構成こうせい要素ようそとする電気でんき回路かいろで、回路かいろ方程式ほうていしきから解析かいせき的てきな解かいが得えられる。

  • 直流ちょくりゅう回路かいろ

    回路かいろに直流ちょくりゅう電圧でんあつ・電流でんりゅうが加くわえられた場合ばあいの動作どうさに関かんする項目こうもくである。

  • 交流こうりゅう回路かいろ

    回路かいろに交流こうりゅう電圧でんあつ・電流でんりゅうが加くわえられた場合ばあいの動作どうさに関かんする項目こうもくである。

    ここでいう交流こうりゅうとはある特定とくていの周波数しゅうはすうの場合ばあいを取扱とりあつかい、複数ふくすうの周波数しゅうはすう成分せいぶんを含ふくむものではない。

• 二に端子たんし対たい回路かいろ

  入力にゅうりょく側がわ二に端子たんし、出力しゅつりょく側がわ二に端子たんしの端子たんしを持もつ構成こうせいの回路かいろである。

  電気でんき回路かいろを機能きのうブロックに分わけて取とり扱あつかう場合ばあいに用もちいるモデルである。

• 電力でんりょく回路かいろ

  電気でんき回路かいろのうち電力でんりょく分野ぶんやで用もちいられる回路かいろに関かんする項目こうもくである。

  • 三さん相そう交流こうりゅう回路かいろ

    電力でんりょく分野ぶんやで用もちいられる三さん相そう交流こうりゅうに用もちいられる回路かいろである。

• 過渡かと応答おうとう、パルス応答おうとう

  電気でんき回路かいろに、周波数しゅうはすう成分せいぶんが特定とくていの値ねではなく広ひろがりを持もった時間じかん変化へんかをする電圧でんあつ・電流でんりゅうが与あたえられた場合ばあいの挙動きょどうに関かんする項目こうもくである。

  電圧でんあつ値ち0から電圧でんあつ値ちV(またはその逆ぎゃく)に変化へんかする電圧でんあつのステップ応答おうとう、

  電圧でんあつ値ちVがごく短みじかい時間じかん加くわえられ、その他たの時間じかんでは電圧でんあつ値ち0のパルス応答おうとうが代表だいひょう的てきである。

関連かんれん項目こうもく

• 回路かいろ図ず
• 電子でんし回路かいろ
• 水流すいりゅうモデル（電気でんき回路かいろのアナロジー）