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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」 年末年始休講のお知らせ
       教務課掲示板
    年末・年始休講のお知らせ

いつも本講座をご利用頂きまして誠にありがとう御座います。
当講座は、以下の期間年末・年始の休講とさせて頂きます。

     2011年12月31日
                  2012年1月4日

皆様にとりまして2012年が航空無線通信士としての元年に
なります様お祈りいたしております。

                                   TOITA


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テーマ:航空無線通信士受験講座 - ジャンル:趣味・実用

TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第10章電気回路 (2)抵抗の働きその2
前回は、直流回路での抵抗の働きと合成抵抗値の求め方の
お話をしました。
今回は、交流回路で抵抗がどの様に働くかのお話をします。

その前に前回お出ししました演習問題の解答をしておきます。

1.演習問題の解答
演習問題(1)
   40[Ω] (オームと読みます) と 60[Ω] の抵抗を直列
   に接続した場合の合成抵抗値を求めて下さい。

 演習問題(2)
   100[Ω] 1つと 50[Ω] 2つを並列接続(3つの抵抗を
   並列接続)した場合の合成抵抗値を求めて下さい。

演習問題(1)の解答
 直列回路ですので合成抵抗を R としますと。

 R = 40[Ω] + 60[Ω] = 100[Ω]

となります。

演習問題(2)
 同じく求める合成抵抗を R としますと。
前回の赤枠の式にそれぞれを R1、R2、R3 として式に入れ
て見て下さい。

  R = 1/( 1/50 + 1/50 + 1/100)
   = 1/( 2/100 + 2/100 + 1/100 )
   = 1/(5/100)
   =100/5
   =20[Ω]

となります。

2.交流回路に於ける抵抗の働き
さて、今回のテーマ。抵抗に交流を流した時の電圧と電流の
関係です。

抵抗に掛ける瞬間的な電圧v とします。電圧の実効値
瞬間的な電圧の値を2乗して1サイクルに渡って合計し、1サイ
クルの平均を取り平方根を取ったものです。2乗しませんと交
流ですので、”+” と ”―” があり、合計すると ”0” になってし
まうからです)を とします。
普通に皆様が家庭のコンセントに来ている電圧が100[V] と言
っているのは、実効値の事です。 
瞬時値:v の電圧の最大値Vmは、以下の様になります。

         Vm = sqrt(2)・V
となります。
皆様の家庭のコンセントへ来ている電圧の最大値は、約141
[V] と言う事になります。
電圧の瞬時値:v は、sin状に時間と共にその値が変わります
ので以下の様になります。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第10章電気回路 (2)抵抗の働きその1
今回は、電気回路の基本的な要素である抵抗の直流回路での
働きに付いてお話をします。

それでは、基本的な回路でその様子を見てみます。

(1)直列接続時の合成抵抗値
fig-128.jpg
   
  電池の電圧:Vに抵抗R1、R2、R3が直列に接続されています
  。
  そこに流れる電流:I は、合成抵抗を R とした時の Rにより決
  ま ります。

   回路の左から流入する電流と3つの抵抗を通って出てきた電
   流の値は、同じです。(回路上の何処でも同じ電流が流れて
いる事を忘れないで下さい。覚え方としたは、愛「I]は、変
わらず。と覚えます。)

  例えば、中が詰まっているパイプに息を吹き込んだとし
  ます。すると、中が詰まっていますので息を吹き込む事
  が、出来ませんのでパイプの反対側から息は、出てき
  ません。
  
  パイプの詰まりを少し取り除いてやり、息を吹き込みま
  すと反対側から、吹き込んだ息と 同量の息が出てきま
す。
つまり、パイプの反対側から出てくる息は、吹き込んだ
  息とより多くなる事も少なくなる事も無いのです。


  それでは、以上の事を頭に入れて合成抵抗:R を求め
てみます。
まず、どの抵抗に流れる電流も同じですので、各抵抗
の両端の電圧は、

   V1 = I・R1 、 V2 = I・R2 、 V3 = I・R3

  となります。
電池の電圧は、V です。各抵抗の両端電圧を足すと電
池の電圧:V と同じにならなければなりません。
よって

      V = V1 + V2 + V3
       = I・R1 + I・R2 I・R3

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第10章電気回路 (1)直流と交流
        第10章電気回路
         (1)直流と交流

平成24年2月期航空無線通信士の受験向け講座も最終章
を迎えました。
今回から計算問題が出題される「電気回路」のお話になりま
す。
「電気回路」は、電気を勉強する者にとって「電磁気」と同様
に基礎的で重要な科目になります。
「電気回路」で避けて通れないのが三角関数です。
SIN と COS が混乱している方は、昔の教科書を引っ張り出
して復習しておいて下さい。

それでは、今回は、「直流」と「交流」についてお話を致します

fig-47.jpg

 
(1)直流Direct Current (DC)
図-1をご覧下さい。1.5[V]の乾電池に豆電球が繋がれていま
す。
電流は、赤の太い矢印の方へ流れ、けして逆方向へは、流れ
ません。電流は、時間によらず流れる向きが一定です。
これを直流と言います。
勿論、電池を例にすれば、図の電池の右側が”プラス”になっ
たり”マイナス”になったりしません。
この様子をグラフにしますと図-1の下の様になります。
時間の経過によらず1.5[V]の電圧を維持しています。
直流は、電気関係の人間の間では、DCと呼ばれます。
このDCと言う言葉は、皆様の身近な所では、パソコンのスピ
ーカー用電源のアダプター等に規格として書かれています。
例えば、DC6[V] の様にす。
場合によっては、点線の横棒の下に実線の横棒を描た記号
の場合も有ります。これは、図ー1のグラフを記号化したもの
です。
DCは、電池から得るばかりでなく、電子部品で作られた直流
電源装置(DC電源装置)により得られる事の方が圧倒的に
多くあります。
(詳しくは、第8章の電源回路を参照してください)

(2)交流Alternating Current (AC)
交流の電流

図-2では、電池の代わりに丸の中にSIN波形を描いた交流
電源の記号が描かれています。
家庭のコンセントに来ている電気の電圧は、この 図に書いて
あるのとは、違い100[V]です。 図-2をご覧下さい。電流の
向き
時間と共に変わっています。また、電圧も変化して
います。これが交流です。
交流も同じく、しばしばACと呼ばれます。
皆様の家庭のコンセントへ来ている交流の周波数は、東日本
で50[Hz]。西日本では、60[Hz]です。
身近な電気器具の電源コードが繋がれている周囲を見ますと
AC100[V] 50[Hz] /60[Hz] ○○[W] の様に書かれていま
す。
電波の元となる高周波(高い周波数と言う意味です)も交流で
す。パソコンのクロックも交流です。但し、周波数は、極端に高
くなります。
  

直流と交流の他にもう一つ有ります。
(3)脈流(Ripple Current)
図-3をご覧下さい。 
fig-49.jpg

 
べース側に交流の信号が繋がれいます。コレクターの電圧を
観測しますと図-3の下の様になります。
交流の様に電流の向きは、変わりませんが電圧の大きさが時
間と共にSIN波状に変化しています。
脈流とは、この様に電流の向きは、変わりませんが電圧ないし
電流が大きくなったり小さくなったりする物を言います。

  脈流は、(直流+交流)と言う事が出来ます。

例えば、+1.5[V]~-1.5[V]の間を変化する交流電圧に+5[V]
の直流電圧を重ねた場合は、+6.5[V]~+3.5[V]の間を変化す
る脈流になり常に電流は、一定方向へ流れる事となります。

それでは、次回は、電気回路における抵抗の働きについてお
話を致します。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (10)同軸ケーブルの磁界
今回は、前回の直流電流が作る磁界の続きのお話になります。
最初に前回出題しました演習問題の解答を行い、その後に、今
回のテーマである「同軸ケーブルの磁界」についてのお話をしま
す。
「同軸ケーブルの磁界」については、前回同様に、直流電流を流
した時について考えますが、このテーマは、試験問題としても重
要な意味が有ると同時に高周波の伝送に於いても意味の有る
事なのです。

それでは、前回出題いたしました演習問題の解答からお話を致
します。

[演習問題]
図-4において電流 I が手前から向こう側に流れている時につい
て以下の問に答えて下さい。
fig-213.jpg

(1)H1 の方向は、”a ”でしょうか ”b” でしょうか?
(2)H1が 4 [A/m] であった時、H2 は、いくらになるでしょうか?


[解答]
(1)磁界の方向は、前回お話をしました「右ねじの法則」より”b”
 です。

(2)H2の大きさは、

    H1 = I / (2πr)
      I = 2πrH1         (1)

  H2 = I / {2π(2r)}      (2)

(2)式に(1)式を代入しますと

    H2 = 2πrH1/{2π(2r)}
       = H1/2

H1は、問題より 4「A/m] ですので

    H2 = 4/2 = 2 [A/m]

となります。

それでは、今回のテーマである「同軸ケーブルの磁界」につい
て演習問題を通じて考えてみます。
[演習問題4]
fig-163.jpg

     図-6 の様に同軸ケーブルの中心の導線と一番外
     側の網状の導体の間に図の様に電池を繋ぎ、同軸
     の反対側には、中心の導線と一番外側の導線の間
     に抵抗が繋がれいます。
     この為に、中心の導線には、左から右へ電流が流れ
     ています。
     一方、一番外側の導線には、右から左へと電流が流
     れています。
     電流は、それぞれ I [A] です。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (9)直流が作る磁界
クリスマスは、楽しめましたでしょうか?今日から通常通り
の講座に戻ります。
今回は、試験にも時々出題されます導線に直流電流を流し
た時に出来る磁界についてのお話をします。

fig-212.jpg

図-3の(b)は、無限に長い直線導線と思って下さい。
(無限に長いとは、ある長さ以上であれば、その真ん中にお
いては、先の方の影響は、無いと言う意味で良く使われます
。)

電流の向きは、下から上です。電流は、直流ですので、電流
の量や向きは、時間により変化しません。
(b)の様に電流を流しますと右回りの磁界が出来ます。導線
からの距離 r [m] の所の磁界の強さは、H [A/m] です。
距離 r とは、幾つでも良い訳です。磁界の強さ H も具体的
に言っていません。
H は、電流の値や 距離 r が決まれば決まってきます。
その磁界の強さ H は、後でお話するとして重要なのは、磁
界の向きです。
皆さんネジをご存じだと思いますが、ネジをドライバーで右回
しにしますとネジは、板やナットの中へ進んで行きます。
図(b)に当てはめてみます。
図からしますと天井にネジを差し込むと考えれば良いでしょ
う。
ネジを右回しにしますと上へ進んで行きます。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」事務室からの休講のお知らせ
           事務室からのお知らせ

何時も、TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」をご利用
頂きまして誠に有難う御座います。
当講座は、例年通り以下の期間をクリスマス休講とさせて
頂きます。
楽しいクリスマスをお過ごしください。

      休講の期間:1223日~1225

                                TOITA

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (8)コンデンサーその2
前回は、コンデンサーが電荷を蓄える物だと言うお話をしま
した。
それでは、コンデンサーとは、充電池の様な物なのかと言う
事になってしまいます。
しかし、充電池として使うのには、蓄えられる量が不十分で
す。
コンデンサーには、もっと重要な働きがあります。
今回は、そのお話を含めて電磁気の見方としてのコンデン
サーについてお話をします。

(前々回にお話をしましたコイルが自己誘導を起こすと言う
事がこの後の章の電気回路で重要な意味を持つのと同様
にコンデンサーも電気回路において重要な意味を持ってき
ます。)

前置きが長くなりました。それでは、コンデンサーの続きで
す。
コイルのお話の時に自己誘導のし易さを自己インダクタ
ンス
と言いました。これを "L" で表し単位を [H] (ヘンリー)
と言いました。

コンデンサーの場合は、静電容量と言います。単位につい
ては、前回お話をしました。単位は、重要ですので、忘れた
方は、前回の記事を見直しておいて下さい。

静電容量は、”C" で表されます。
静電容量:C とコンデンサーに蓄えられる電荷:Q とコンデ
ンサーに繋いだ電池の電圧:V との間には、以下の関係
があります。オームの法則と同様に簡単な式ですので覚え
ておいて下さい。

       Q = C・V

前回以下の様な図をお見せしました。
fig-303.jpg

器A は、電池に相当します。水の深さ h は、電圧は、V に相当
します。そして器B は、コンデンサーです。器の容量は、静電容
量です。
そして蓄えられる水の量は、電荷の量:Q です。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (8)コンデンサーその1
今回は、前回のコイルに続いて電子回路の重要部品である
コンデンサーのお話をします。
コンデンサーとは、原理的には、誘電体(絶縁物)を両側から
2枚の金属板で挟んだものです。
コンデンサーもコイルも電子回路の部品といいましたが、実
は、アンテナもコンデンサーとコイルの等価回路で表す事が
出来たり高い周波数を扱う回路では、部品として入れなくて
も部品同士を結ぶ導線等が実際に回路へ入れたコンデンサ
ーやコイルと同じ役割をしてしまいます。
何故、その様になるかを含めてお話をします。

それでは、コンデンサーとは、何か具体的に見て行きましょ
う。
(1)コンデンサーとは?
  コンデンサーとは、電気(電荷)を蓄える物だと思って下さ
  い。

(2)構造は?
  下の図をご覧下さい。A と B は、金属板で、εと書いて
  あるのは、誘電体(絶縁物)です。
  原理的な構造は、これだけです。
fig-38.jpg
  
(3)コンデンサーの性能?
  (1)でコンデンサーは、電荷を蓄えると言いましたので、そ
    の性能は、どの位電荷を蓄えられるかと言う事になりま
    す。
    電荷を蓄える量の事を静電容量と言います。
    単位は、[F] (ファラッドと読みます)です。
    [F] は、余りにも大きいので [F] の百万分の一(10^-6)の
    [μF](マイクロ・ファラッドと読みます)やその更に百万分
   の一の [pF] (ピコ・ファラッド)が使用されます。
   その他、[μF] の千分の一の [nF] (ナノ・ファラッドと読み
   ます)が使用されます。

   それでは、静電容量は、どの様に決まるのでしょうか?


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (6)コイル
今回は、電子回路に無くては、ならないコイルのお話をしま
す。
電子部品には、大きく分けて”受動素子(部品)”と”能動素
子(部品)”があります。
”受動素子”は、「抵抗」、「コイル」、「コンデンサー」の他に
も沢山ありますが、これらは、外部からのエネルギーを供給
する事なく動く部品です。動くと言うより係数的な働きをしま
す。例えば、抵抗: R は、電圧:V と電流:I の間の係数と
して

        V = I・R

の様に働きます。
一方、”能動素子”とは、「トランジスター」を始めとする半導
体、「真空管(電子管)」です。これらは、外部からのエネル
ギーである電源がなければ動作しません。
電磁気の範囲では、”能動素子”のお話は、出てきません。

さて、電磁気でお話する、”受動素子”についてですが、”能
動素子”同様に”受動素子”がなければパソコンも携帯電話
もTVもそして無線機も成り立ちません。

特に無線において大変重要な素子である内の1つのコイル
についてのお話をします。

それでは、今回のテーマの「コイル」についてお話をします。
fig-44.jpg

コイルとは、上の図の様に導線を巻いただけの部品です。
図には、描いてありませんが、磁力線の向きからしますと電池
の”+”がコイルの右側に、そして左側に”-”が繋がれいる事
になります。
右ネジの法則より確認してみて下さい。(理解の為に重要な作
業です。)

次にコイルに電池でなく交流を繋いでみます。
そしてそのコイルから出る磁力線が交叉する様にもう一つのコ
イルを左側に置き、そのコイルの両端には、抵抗を繋ぎます。
fig-45.jpg


それが上の図になります。
コイルAに流れる電流は、交流ですので

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (6)フレミングの法則その2
前回は、フレミングの左手の法則とその応用についてお話を
いたしました。今回は、応用の詳細なお話とフレミングの右手
の法則についてのお話をいたします。
皆様の中に、フレミングの左手の法則と右手の法則をバラバ
ラに覚えて、手でフレミングの法則を表す時、どの指が何を表
すか、また、右手と左手がそれぞれ何を表すか分からなくなっ
ている方は、いらっしゃいませんか?
右手と左手は、関係しています。そこを理解しますと、今度こ
そ、一生、記憶に残る事となると思います。

(1)”フレミングの左手の法則”で出来るモーター
fig-116.jpg
  
図-2-1をご覧ください。a-b-c-d は、導線です。b-c と a-d の
間に軸が有って導線は、回転出来る様になっているものと考えて
下さい。
導線に電池からの線が接触しています。
電流は、a→b→c→d の順に流れます。
磁界の方向は、H。電流の方向は、I。その時、力:Fは、導線c→
dの部分で上向きの方向に力が働きます。導線 a→b の部分では
、力:F は、下方向に向きます。
導線は、最初に述べました様に軸が有るとしますと、導線のa→b
と c→d では、逆方向の力が働きますので、軸を中心に回転し、
導線の a→b と c→d の位置が逆になります。
しかし、実際の導線には、各部分に名称が付いている訳では、有
りませんから導線が半回転すると同じ事が起こります。
よって、導線は、回り続ける事になります。

(2)”フレミングの右手”の法則で出来る発電機
  再度、図-2をご覧ください。
  右側がフレミングの右手の法則を表しています。
fig-42.jpg

 
 図-2のフレミングの左手の法則で導線につないだ電池を外し、
 電池の代わりに負荷となる抵抗を繋ぎます。
 そして、導線に

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (6)フレミングの法則その1
今回は、電気と磁気が関係すると言うお話です。
電磁気とは、古典の学問なのでどうでも良いと言う風潮が有
りますが、今話題の電力の問題も発電の為には、今回お話
するフレミングの法則がなければ成り立ちません。
身近な所では、携帯電話を耳にあてると音が聞こえるのもフ
レミングの法則です。
また、電気(電子)の重要な部品であるコイルもフレミングの
法則を理解出来ませんと先へ進めません。
しかし、フレミングの法則と言う法則の名前は、知っていても
どの指が何を指すか覚えていない方は、沢山いらっしゃると
思います。
覚えていられないのは、良く理解出来てないからです。
将来航空無線通信士の資格を取られても暗記で合格した人
には、記憶に残りません。
理解出来ていれば一生、記憶に残ります。
今回、これを期に一生記憶に残る様に理解しておきましょう。
難しい話では、ありません。

フレミングの法則は、電流と磁界の関係を示す法則ですので最
初に磁界についてのお話をします。
磁界の事を Magnetic Field と言います。磁気的な力が及ぶ
空間の事です。
図-1の右の様な棒磁石を小学校の理科の実験で触れられた事
があると思います。
  
下敷きの上に砂鉄をまきます。下敷きの下に棒磁石を置きます
と、図-1の右側の様に棒磁石の周りに曲線が現れます。
この曲線を磁力線と言います。

磁力線についてその性質をまとめてみます。
1.磁力線は、N極から出てS極へ入ります
2.ある点における磁界の向きは、磁力線の接線方向です。
3.磁力線同士は、交わりません。
4.磁力線の密度は、その場所の磁界の強さを表します。

電気力線と同じ様です。復習をしておいて下さい。
磁気に関する事は、電気に関する事と似ていますので合わせて
覚えて下さい。
”磁”と”電”の文字を入れ替えますとそれぞれの性質を言い表す
ことが出来ます。
磁界と電界、磁位と電位等です。
さて、磁界を作るには、図-1の左の図の様に導線に電流を流す
事によっても実現できます。
磁界の向きは電流の流れる方向に対して右回りです。磁
界の強さは、導線から遠ざかる程、弱くなります。
fig-41.jpg

それでは、予備知識が出来たところでフレミングの法則のお話
です。
フレミングの法則には、2つあります。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (5)磁気
今回から電磁気(大学では、電磁気学と呼んでいます。)の
一方の主役である磁気についてのお話をします。
磁気は、電波の構成要素の「電界」と「磁界」の「磁界」に関
係します。また、電気(電子)の重要部品の「抵抗」、「コイル
」、「コンデンサー」の内のコイルに関係します。
出来るだけ、分かり易くお話をしていますが、電磁気のそれ
ぞれのお話は、第9章の最初からの積み上げですので、分
からなくなりましたら最初に戻って下さい。
また、会員の方は、遠慮なく質問をお寄せ下さい。

今回のお話の前に前回お出ししました演習問題の解答をし
ておきましょう。
問題は、b点における電界が、1[V/m] の時、c点における
電界の強さを求める問題でした。
fig-33.jpg
   
[解答] 

 b点における電界の強さをEb としますと

   Eb = Q/(4πε0・1^2)= 1[V/m]      (1)

c点における電界の強さをEcとしますが、その値は、分かり
ませんので取りあえずと x[V/m] としますと

   Ec = Q/(4πε0・2^2) = x[V/m]      (2)

(1)式と(2)式 の Q/(4πε0) を α とおいて

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (4)電気力線
今回は、前回お話をしました電界(電場)の様子を示す電気力
線のお話を致します。
電気力線は、電気(電子)部品の需要な要素(抵抗・コンデン
サー・コイル)の内のコンデンサーに大いに関係します。

電気力線とは?
前回の電界のお話の時に地図上に各地点の風向きと風速を
矢印の長さと向きで表し、沢山の地点に矢印を描きこむとこと
である範囲の風の様子が分かると言うお話をしました。

まとめますと風の場合は、
  
  風速:矢印の長さ
  風向:矢印の方向

となります。
次に今回お話をします電気力線とは、風の例の様に場の状態
、この場合は、電場(電界)の様子を表します。
どの様に表すかと言いますと

 電界の強さE電気力線の密度
 電界の向き電気力線の接線方向

で表します。
下の図をご覧下さい。真ん中の赤い玉は、電荷です。
そして薄い水色の球は、電荷から半径 r [m] の仮想の球で
す。
そして水色の線は、電気力線です。
電荷が”+”でしたら、電気力線は、電荷から出て行きます。
電荷が”-”でしたら電気力線は、電荷に向かって入って行き
ます。

先ほど、電界の強さは、電気力線の密度で表すと言いました
が下の図を観て頂くとお分かりの様に電荷に近い程電気力
線の密度が高くなっています。
fig-299.jpg


これは、電荷に近い程、電界が強くなる事と一致します。

電気力線の特徴
1.電気力線は、正(+)から出て負(-)に入ります
  前の説明でもお話をしましたが、電気力線は、”+”の電荷
  から出て”-”の電荷に入ります。
  図の番号が前後しますが、図-5の様になっています。
fig-34.jpg
    
2.ある点における電界の方向は、ある点での電気力線の接
  線方向になります。
  例えば、図-5の(+)の電荷の右の方では、電界の方向は、
  右の方向になります。
  (+)の電荷と(-)の電荷が有る直線上では、(+)の電荷か
  ら出た電気力線は、左の方へ向いています。

3.電気力線は、お互いに交わりません。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (3)電界と電位
今回は、前回お話をしました「クーロンの法則」を一歩進め
て「電界」のお話をします。
何か訳のわからない言葉だとお思いの方もいらっしゃると
思います。
また、聞いた事はあるが良く意味が分からないと言う方は、
理系の方の中にも多いと思います。
実は、電界とは、皆様が使われる事になる航空無線に深く
関係しているのです。
そうです。電波です。電波は、「磁界」と「電界」から成り立っ
ています。
第9章でも「電波」についてのお話を致します。
電波については、試験にも出題されますので電波のイメー
ジを作って頂く為にも、その前に電界のイメージを作ってお
く必要があります。



1.電界とは?
 電界とは、英語でElectric field と言います。
 電気の力が及ぶ範囲と言う事になります。ちなみに電界とは
 、電気屋さんの言葉で物理屋さんは、電場といいます。
 場と界は、同じ様に空間を指す言葉です。

 電界は、そこに電荷が有るかまたは、後々お話をします磁界
 の変化により作り出されます。
 
2.電界をどう捉えるか?
 電界とは、それぞれの場所で電荷による力(その他の電荷
 が加わる事で生まれる)の大きさと向きを表示すれば表せ
 そうです。
 これを例えれば、天気予報で最近見かけるそれぞれの地点
 での風向きと風の強さを矢印の向きと長さで表したものです。
 地図上に沢山の矢印が描かれる事で地図上の一帯(電気
 では、これが界になります。)の様子が分かります。
 矢印の無い所は、風が無い所ですので風による力は、発生
 しません。
 今、風による力と言いましたが、風にしても、風が何かに当
 たらなければ力は、発生しません。
 荒涼とした原野を吹きわたる風は、殆どその場を通り過ぎる
 だけです。

 それでは、まず、それぞれの場所による電界の強さ(風の
 例では、矢印の長さ:風速になります。)について考えてみ
 ます。
 電界:E の単位は、[V/m] (ボルト・パー・メータと読みま
 す)です。

  それでは、電荷:Q[C](クーロンと読みます。)から r の
  距離の所での電界の強さを求めてみます。
  図-3をご覧ください。
電界の概念図
  
  電荷:Qの力は、全ての方向で同じです。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (2)クーロンの法則
前回、「電気」の正体とは、何かについてお話をしました。
電気の正体は、原子の陽子電子にそれぞれ”+”と”
電気の性質があり原子から電子が離れる事でそれ
ぞれの性質が見えてくる
と言う事でした。
それでは、陽子と電子が分かれる事でどの様な事が起こ
るかの基本となる「クーロンの法則」についてのお話をしま
す。


原子から離れた電子は、”-”の電気を持ちます。
また、電子が抜けた原子は、”+”の電気を持ちます。
(原子は、電子と原子核で出来ています。原子核は、中性
子と陽子で出来ていますが、中性子には、電気的な性質が
ありませんが陽子には、”+”の電気の性質があります。
よって電子が抜けた原子は、”+”の電気の性質を持つ事
になります。)
それぞれの絵を描いていては、大変なのでそれぞれを同
じ大きさを持つ丸で描きます。(但し、実際は、大きさは、
ありません。)
これを電荷と言います。
下の図-2をご覧ください。
電荷同士の力

”+”同士の電荷及び”-”同士の電荷の間には、反発
する力が働きます。
”+”の電荷と”―”の電荷の間には、引きわう力が働き
ます。

それでは、どの位の力が働くのでしょうか?

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第9章電磁気 (1)電気の正体
TOITAの「航空無線通信士受験塾」第9期もいよいよ後半
です。
当塾では、文系の方が一番苦手としている「電磁気」、「電
気回路」のお話を最後にしています。
本来、この2つの項目は、電気を学ぶ学校では、最初にや
りますが、当講座では、合格する事を主眼としていますので
受験に近い時期に行い記憶に残しても為に最後にしていま
す。

工学系の学校では、「電磁気」は、「電磁気学」と呼ばれ電
気を学ぶ者の基本となりますが、最近では、理解出来ない
学生が多い為に履修すべき科目から外されている大学が
ある様です。
その原因は分かりにくい高等数学のみで説明される点にあ
ると思います。幸いにも無線従事者試験で、電磁気が出題
される事は、日本の科学技術にとって良い事だと思います。
さて、本講座では、難しい「電磁気」を皆様の身の周りの事
に例えて分かりやすい解説を行います。
電磁気は、当然ですが、身の周りの電気に関する事に深く
関係しています。

受験参考書では、分からない事が「な~んだ。そうだった
のか
。」と言われる解説を目指しています。

「電磁気」は、文字通り「電気」と「磁気」のお話です。
しかし、どちらも元は、同じなのです。
電気の正体を読んで頂きますと分かってきます。
それでは、今回のテーマ「電気の正体」のお話です。

1.電気の正体
 電気と言えば、家庭のコンセントに来ている奴で家電品や
 パソコン等を使うのに使う奴。それがどの様なものか考え
 た事もないと言う方が多いと思います。
 また、見た事がある人もいないと思います。
  今回、「電磁気」の最初に「電気の正体」についてお話す
 るのは、「電磁気」を分かりやすくする為です。
 また、航空無線通信士は、電気で動く無線機を使うのです
 から、将来、免許を取って、パイロットや管制官やカンパニ
 ー無線の通信を行う様になった時、専門以外の人から聞
 かれた時、答えられる様にしましょう。


 前置きが長くなりました。
fig-35.jpg


 身のまわの全ての物質は、分子で出来ています。また、
 その分子は、様々な原子の集まりで出来ています。その
 原子は、上の図で示す様に真ん中の赤で示した原子核
 その周りを廻る緑と青で示す電子で出来ています。
 上の図を分かりやすく同じ平面上を廻る軌道として描い
 た図が下の図です。 


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第7章国際電気通信連合憲章 (2)局の検査他
今回は、「局の検査」と「一般的な通信手続き」についてお話
をします。

5.一般的な通信手続き
 (1)航空局
  ア、航空局が航空機局を呼び出せる場合。  
    当該航空機にあてる通信があり、その局が聴守中で
    有る事。また、その航空局の指定運用空域内でなけ
    ればなりません。
  イ、通信の優先順位
    時間的に接近した中で複数の航空機局から呼び出
    しを受けた時は、それらの航空機局の伝送の順序
    を決める事が出来ます。
    (この場合、航空局は、どの航空機局と優先的に通
     信をしても良いと言う事です。)  
  ウ、航空機間相互の通信への介入
    航空局が介入する事が適当と認めた時は、航空機
    局は、航空局の指示に従わなければなりません。

 (2)航空機局
  ア、航空局のと通信連絡
    航空機局は、航空局の指定運用区域内に入った場合
    に限り当該航空局を呼び出す事が出来ます。
    また、呼出しは、航空機局の側から行います。
  イ、航空局の応答が無い場合
    航空局を呼び出しても応答が無い場合は、その後、10
    秒以上
間隔

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第7章国際電気通信連合憲章 (1)違反の通告他
今回から国際電気通信連合憲章のお話です。
憲章とは、条約や議定書などと同じく国家間での取り決めを文書化
したもので、合意の範囲内で締結国を拘束します。
日本国憲法でも電波法でも条約は、国内法に優先するとなっていま
す。

今回は、”通信士の証明”と“違反局を認めた時の措置”のお話です


1.通信士の証明
 (1)航空無線通信士とは
   航空無線通信士は、国際電気通信連合憲章に準拠した資格
   (その上の第2級総合無線通信士、第1級総合無線通信士等
   も同様)で国際電気通信連合憲章無線通信規則(Radio
   regulasionts=RR)に規定する航空移動業務及び航空移動
   衛星業務に関する無線電話通信士一般証明書に該当する
   資格です。
 (2)航空無線通信士の免許が無くても航空機局及び航空機地球
   局の運用が出来場合
    (ア)国際電気通信連合憲章に規定する RR 37条の

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第8章電源 (4)鉛電池
今回は、電気を蓄える事が出来る二次電池の内の鉛電池
のお話をします。
先日、古くからあるTVのクイズ番組を見ていましたら、答え
が二次電池と言う問題が有りました。
答えたのは、現役のパイロットの方でした。
多分、航空無線通信士の試験勉強の時に覚えられたので
はと思って見ていました。

さて気分を受験モードに戻しましょう。、鉛電池については、
1回又は、2回おきに出題される問題です。
問題が各回似ていますが、問題文が似ていても否定文で
書かれている時と肯定文で書かれている時がありますの
で問題文と答えを暗記すのでなく理解しておいて下さい。
理解しておけばどの様に問われても解答出来ます。
要点は、沢山ありませんし得点し易い所ですのですので、
試験において僅かな得点差で不合格にならない様にする
為の重要なポイントとなります。

鉛電池をご存じない方もいらっしゃるかと思いますが、自動
車のボンネットを開けると見られる電池で充電式です。
充電出来る電池を二次電池
充電出来ない電池を一次電池と言います。
鉛電池は、自動車や小型機等の移動体の電源として、また
、非常用電源として停電時等に使用されます。

I,鉛電池の充電時の状態(新問題)
 鉛電池は、陽極が二酸化鉛(PbO2)、陰極が鉛

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第8章電源 (3)定電圧回路その2
今回のお話は、少し現実的な回路のお話です。試験には、
ここまで要求されませんが、せっかくトランジスターのお話
を前にしましたので、そのトランジスターでどの様な事が出
来るかをお話する事でハードウェアーに興味を持って頂け
ればと思います。
少し前まで、ソフトウェアーが有れば何でも出来るとお思い
になりハードウェアーを無視する考え方をされる方がけっこ
ういらっしゃいましたが、最近、ソフトウェアーでないと出来
ないと思っていた事がハード・ウェアーで出来る事を知り新
鮮に感じられている方が出てきた様に感じられます。
fig-208.jpg


それでは、図-4の回路を基に早速お話をいたします。
         
図-4は、最も簡単な定電圧回路です。一番左のオレンジ色
の網掛した部分は、トランスでトランスの左側(1次側)のコ
イルには、100[V]の交流電圧が掛っています。そしてトラン
スの右側のコイルは、2次側で希望の電圧例えば20[V] 等、
負荷(電子回路)で使う電圧になる様なトランスを選んでいま
す。ダイオードで整流した後にコンデンサーがあり、平滑され
た Vi と言う電圧がその後の回路の入力電圧となります。
コンデンサーより右側が定電圧回路になります。そして、一
番右の長方形は、負荷です。

負荷の両端電圧は、Vo です。
トランジスタのコレクターとベース間の抵抗の両端電圧は、Vr
です。そして、ZDは、ツェナーでその両端電圧は、Vz で一定
です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第8章電源 (3)定電圧回路その1
今回と次回の2回に分けて電源に要求される性能の1つである
定電圧についてのお話をいたします。

第1回目は、定電圧電源回路の”定電圧”の元となるツェナー・
ダイオードのお話をします。
fig-206.jpg

図-2の左上の回路記号をご覧ください。ダイオードの記号に似てい
ます。
ダイオードには、皆様がご存じの発光ダイオード(LED)など色々の
種類があります。
LEDは、ダイオードの一種なのですが、電流が流れますと光を発し
ます。最近では、照明用として使われる様になりました。
さて、今回のテーマのツェナーダイオードもダイオードの一種です。
右側の特性図をご覧下さい。グラフの右上の部分は普通のダイオー
ドと同じ特性です。
電圧を上げていきますと電流が多く流れる様になります。
グラフの左下をご覧ください。Vz と書いてあるのは、

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第8章電源 (2)電源回路の基本的な構成
今回は、電源回路の基本的な構成についてお話をします。

これから御紹介します電源は、試験に出題される物です。
これは、極々基本的な回路で皆様の家庭のコンセントへ来てい
る交流の100[V]を所要な直流の電圧に変換する物です。


図-1をご覧ください。左の赤いSINは、100[V] の交流の1サイクル
を描いたもので、
東日本では、これが1秒間に50回、西日本でしたら60回繰り返し
ます。

1.変圧回路
fig-205.jpg

この交流は、変圧器に入ります。この図の変圧器には、2つのコ
イルが有ります。
変圧器の左側のコイルを1次側。右側を2次側といいます。
1次側のコイルに流れた交流の電流は、磁力線を発生します。磁
力線の本数は、電流の強さに比例します。
これからのお話は、電気回路でお話する内容なのですが、ここで
少しお話をします。1次側のコイルで発生した磁力線は、2次側の
コイルに交差します。すると、2次側のコイルに

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第8章電源 (1)電源回路に求められる性能
今回から電源のお話をします。装置を動かす為には、電源
が無ければ動きません。
音楽プレーヤーやデジカメ・携帯電話に電池がないと動か
ないのと同じ事です。
また、TVやビデオ・パソコンも目には、見えませんが内部に
電源があります。
そして装置が性能を発揮出来るかどうかは、電源の善し悪
しによりますが、冷たく扱われているのが電源です。

しかし、試験と言う事で考えますと「電源」は、範囲が狭いの
で点数が取り易いと言う事が言えます。
確実に合格する為には、例えば「空中線と電波伝搬」は、確
実に理解しているので何点取れる。
「電気回路」も理解しているので何点取れる。と言う積み重
ねで次回の試験に合格出来るかどうかが分かります。
理解出来た範囲の点数を積み重ねても合格点に足らない
場合は、後、どの範囲を理解出来れば次回合格出来るか
作戦が立てられます。
ですので、当受験塾の受講生方は、焦る事が有りません
試験を受けてみないと受かるか受からないか分からな
いと言う方
は、何度受けても不合格と言う確率が非常に高
いのです


電源のお話に戻しますが、範囲が狭いと言う事は、理解で
きれば、確実に何点か上乗せ出来ると言う事です。
当受験塾では、目標得点を56点にしています。
合格点は、49点ですが、間違った答えを書く可能性もあり
ますので、余裕を持って満点の80%を取ろうと言う事です。
電源は、その余裕に繋がります。

それでは、前置きが長くなりましたので電源のお話に入りま
す。

(1)電源に求めれられる性能
 ア、十分なエネルギーを装置に供給出来る。
   昨今原発の事故で電力不足が叫ばれています。
   装置の電源の供給出来る量が少ないとしてもすぐに
   装置その物の動作が止まる事がなくても誤動作を生
   む可能性があります。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第9期第6章無線従事者 (2)従事者免許の再交付と訂正他
今回は、無線従事者免許関係の手続きのお話をします。
どの様な書類が有るかは、覚えておかなければならない所(
試験に出題される)です。 

 以下の文書の目的は、免許申請の手順の説明では、なく、
   試験で以下の内容が問われると言う事です。

1.免許申請
  皆さんが、晴れて、国家試験に合格するか養成課程を修了し
  た場合は、以下の書類等を国家試験の受験地又は、養成課
  程を修了した地を管轄した総合通信局長宛に提出します。
 ・総務省令で定める書式の申請書。
 ・氏名及び生年月日を証するもの。(戸籍謄本、住民票の写し
  等)
 ・写真(裏面に氏名及び申請する資格を記入します。)
                                ・・・・・ 1枚
 ・養成課程を修了した場合は、終了証明書。
 ・医師の診断書(総務大臣または、総合通信局長が必要と認
  めた場合に必要になります)
 ・免許手数料分の収入印紙

2.免許の交付

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