Ⅹ.医用工学

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電界 / 磁界 / 電磁力 / ローレンツ力

電荷・電界・電位差(電圧) 電荷(量)Q  単位:C(クーロン)  電荷素量e  e = 1.602×10-19[C]   2個の静電荷に働くクーロン力  (63.51)  クーロン力F    $$F=\frac { 1 }{ 4πε_{ 0 } } ×\frac { g_{ 1 }×g_{ 2 } }{ r^{ 2 } } =9×{ 10 }^{ 9 }×\frac { g_{ 1 }×g_{ 2 } }{ r^{ 2 } }$$   r:距離 g:電荷 ε0:真空の誘電率 電界(1つの電荷が力を及ぼす空間)  電界の強さE    E = 「電気力線の数」÷「表面線[m2]」 ・点電荷から距離r[m]での電界の強さE   (70pm75、67am74、61.51) $$E=\frac { g }{ 4π・r^{ 2 }・ε }  [N/C=V/m]$$ ・電気力線 (70am75.pm75、67am74)  電荷から放射性に発生し、電界を形成する仮想的な線  数はQ /ε本出る  正電荷から垂直に出て負電荷で終わる(単独の場合は無限点)...
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抵抗・コンデンサ・コイル / 直流回路 / 並列回路

抵抗・コンデンサ・コイル 抵抗R  (65.56、64.52、63.53、62.55)  単位:Ω(オーム)=1/S(ジーメンス)  電流の流れにくさを表す  電流の流れやすさはコンダクタンスといい、単位はS(ジーメンス)  抵抗R=ρ×長さl[m]÷断面積S[m2]     ρ:抵抗率(比抵抗)[Ω・m] コンデンサ ・静電誘導   導体外部からの電界により電荷が導体表面に移動する現象 ・静電容量 (71am75、70pm75、69pm75、68pm76、67am74、61.51)  単位:F(ファラド)  二つの導体(コンデンサ)に電圧Vを印加すると+q、-qの電界が誘起される  静電容量C = q / V[F=A・s/V=C/V]  蓄積されるエネルギーW = CV2×1/2 ・平行平板コンデンサの静電容量C[F]  C[F]=ε×S[m2]÷d[m]  ε:誘電率 ・交流回路では電圧Vの位相は、電流Iに対して90°遅れる  Vc = 1/wc × I0 × sin(wt-π/2) コイルL ・電磁誘導  コイル内の磁束の変化に...
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交流電力 / 変圧器 / 時定数 / 鉄心 / 真空管

交流電力  (68pm76、67pm77、66.53、65.53、61.55)  一周期にわたる瞬時電力pの平均値を交流電力という ・交流電力P   P=VIcosθ[W]  VI:皮相電力  cosθ:力率 ・無効電力P   P=VIsinθ[W] ・実効値=最大値(瞬時値)/√2 ・平均値=2/π×最大値(瞬時値) ・消費電力P(電力の瞬時値の時間平均)  P=V×I×cosθ  V:実効値  I:実効値   cosθ:位相差 変圧器の原理  (70am77、69am77)  a= V2/V1   = N2/N1    = I1/I2  一次等価抵抗R1=r1+r2/a2  二次等価抵抗R2=r2+a2×r2  定格容量P=V2×I2=V1×I1 RC回路  (66.54、62.57) ・時定数T=C×R(sec)  初期値V0/Rに対して約36.8[%]の値 スイッチとコンデンサ  (71pm76、68pm76、60.55) ・スイッチを閉じて流れる電流の総量I0  I0=コンデンサに充電さ...
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半導体 / 様々なダイオード

固体素子(半導体) 固体の帯理論 ・真性半導体 (69pm78) :伝導電子の密度n と正孔の密度p が等しい半導体  フェルミ準位はバンドギャップの中央に位置する ・n 形半導体 (69pm78、66.56、60.56) :真性半導体に不純物を入れ、自由電子を生じさせ、伝導電子密度n>正孔密度pとする  キャリア:電子  不純物(ドナー):Siの場合Sb、P、As  (いずれも15 族元素) ・p 形半導体 (71pm77、60.56) :真性半導体に不純物を入れ、正孔を生じさせ、正孔密度p>伝導電子密度nとする  キャリア:正孔  不純物(アクセプタ):Siの場合B、Al、Ga、In  (いずれも13 族元素) ・フェルミ準位 (66.56、60.56)  電子の存在確率が1/2のエネルギーのところ  真性半導体:バンドギャップ(価電子帯のすぐ上の禁止帯)の中央  n 形半導体:中央から伝導帯に近づいた位置  p 形半導体: 中央から価電子帯に近づいた位置 ・抵抗率 (69pm78) :絶縁体の抵抗率は1014[Ωm]  シリコンの抵抗率...
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増幅器

増幅器  電圧増幅度AV=V2 / V1  電流増幅度AI=I2 / I1  電力増幅度Ap=V2I2 / V1I1         =P2 / P1 増幅度(利得、ゲイン) (62.54、61.54)  電力増幅度Gp=10log10P2 / P1[dB]  電圧or電流増幅度Gp=20log10V2 / V1[dB]            =20log10A2 / A1[dB] ・オフセット電圧 :入力端子を短絡して0Vとした場合に、出力される電圧 ・デシベルの計算  A dB + B dB = ( A+B ) dB 帰還回路(負帰還回路)  Av = V2 / Vi  V2 = Av × Vi     = Av ( V1 + βV2)  帰還後の電圧利得Avf  Avf= V2 / V1    = Av / (1-βAv) ・安定性  Avが変化しても、回路の利得はβによってほぼ決定されるので、極めて安定している 演算増幅器(オペレーションアンプ) ・反転増幅器 (70pm77、64.57)  点Pの電圧V...
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