天アキ25mmi

編 電気・電子の基礎，化学の基礎
電気・電子の基礎

企画・編集

執 筆 者

大 熊繁

増 田 郁朗岩 田
大 前金林

敏 之深 尾正前 島 英雄穆植 田 明 照

大久保仁

大 熊繁

力

大 山 真 司金 川 信 康

神 山 健

三

東海

酒 井 徹 志坂 本 光 造

坂 本 泰

彦

仁 田 旦

三

萩 野 弘 司林

原和彦

堀 田 厚生松 井 信 行森 安 正 司山 田 賢治脇 若 弘之目

第 1章

敏 之次

電気・磁気の基礎

1・1 電磁気 …………………………………………1
1・1・1 静電界……………………………………1

1・3・1 線形集中受動回路………………………7

1・1・2 定常電流と静磁界………………………21・3・3 過渡現象 ………………………………111・1・3 電磁誘導…………………………………31・3・4 グラフ理論と電気回路，状態方程1・3・2 分布定数回路 …………………………11

1・1・4 真空中の電磁界…………………………4式 ………………………………………121・2 物質と電磁界 …………………………………51・2・1 誘電体……………………………………51・4 機械系と電気系の相似性……………………13
1・4・1 機械系の要素 …………………………13

1・2・2 磁性体……………………………………6

1・4・2 電気系の要素 …………………………13

1・2・3 物質中の電磁界…………………………7

1・4・3

1・2・4 超伝導体…………………………………71・4・4 機械・電気混成問題例 ………………14‑ 対応と ‑ 対応 …………………131・3 電気回路 ………………………………………7第 2 章 電子デバイスと電子回路
2・1 半導体デバイス………………………………152・1・1 半導体の基礎 …………………………152・2・6 アナ・デジ混載集積回路 ……………242・1・2 半導体接合 ……………………………152・3 ディジタル回路………………………………242・3・1 論理回路 ………………………………242・1・3 トランジスタ …………………………162・3・2 メモリ回路 ……………………………262・1・4 集積回路 ………………………………172・3・3 演算回路 ………………………………282・2 アナログ回路…………………………………182・2・1 アナログ集積回路の特徴 ……………182・3・4 ディジタル信号処理回路 ……………302・2・2 増幅回路 ………………………………192・4 マイクロプロセッサと応用…………………312・4・1 マイクロプロセッサの動向と概要

2・2・3 A‑D，D‑A 変換器 ……………………21…………………………………………312・2・4 フィルタ ………………………………222・4・2 SoC 概要 ………………………………312・2・5 高周波回路 ……………………………232・4・3 応用システムの実例 …………………32

目ii

次2・5 表示デバイス…………………………………362・5・1 表示デバイスの種類と動向 …………362・5・4 その他の表示装置：発光型ディス2・5・2 液晶ディスプレイ ……………………36

2・5・5 その他の表示装置：投写型ディス2・5・3 プラズマディスプレイ ………………39

プレイ …………………………………41
プレイ …………………………………43

第 3 章 電気機器とパワーエレクトロニクス
3・1 電気機器一般…………………………………46
3・1・1 静止機器 ………………………………46

3・4・2 電力変換の概要 ………………………66
3・4・3 整流装置 ………………………………66

3・1・2 回転機 …………………………………48

3・4・4 直流変換装置 …………………………67

3・2 電動機の種類と特徴…………………………52
3・2・1 回転機の種類 …………………………523・4・5 インバータ ……………………………68

3・2・2 電動機の原理 …………………………52

3・4・7 電力変換装置の応用 …………………703・2・3 直流機 …………………………………533・5 各種ドライブシステム………………………703・5・1 ドライブシステムと制御系の構成

3・2・4 誘導機 …………………………………543・4・6 交流変換装置 …………………………693・2・5 同期機 …………………………………56…………………………………………703・3 各種電動アクチュエータ……………………58
3・3・1 電動アクチュエータの特徴 …………58

3・5・2 ドライブシステムの構成要素 ………713・3・2 回転運動型アクチュエータ …………58

3・5・4 直流ドライブ …………………………723・3・3 直線運動型アクチュエータ …………623・5・5 交流ドライブ …………………………733・4 半導体電力変換装置…………………………643・4・1 パワー半導体デバイス ………………643・5・6 ベクトル制御の原理 …………………743・5・3 ドライブシステムの変遷 ……………723・5・7 モータドライブの応用事例 …………75

第 4章 電 気 計 測
4・1 電気・磁気量の測定…………………………774・1・1 電圧・抵抗・電流 ……………………774・1・2 キャパシタンス・インダクタン
ス・交流抵抗 …………………………784・2・4 超音波マイクロホン …………………834・2・5 磁界センサ ……………………………84
4・2・6 磁気を利用した機械量センサ ………844・1・3 電力 ……………………………………794・3 電気信号の取込み……………………………854・3・1 フィルタ ………………………………854・1・4 磁気計測 ………………………………794・3・2 アンプ …………………………………86

4・1・5 磁化特性測定 …………………………80

4・3・3 A‑D 変換 ………………………………86

4・2 トランスデューサ……………………………80
4・2・1 スイッチとポテンショメータ，ロ4・3・4 シールドとグランド …………………87ータリエンコーダ ……………………80

ク ………………………………………88

4・2・2 熱電対，サーミスタ，白金測温抵

4・3・5 インピーダンスマッチングとリー抗体 ……………………………………82

4・4 計測システム・測定器………………………88
4・4・1 PC 応用計測システムの構築 ………88

4・2・3 ひずみゲージ …………………………82

4・4・2 代表的な測定器 ………………………88

第 5 章 電気エネルギーシステム
5・1 社会生活と電気エネルギー…………………91
5・1・1 高効率な電気エネルギー ……………915・3・1 工場の電源システム …………………965・1・2 電気エネルギーの発生 ………………925・3・3 需要家システムの最近の動向………1005・1・3 将来の電気エネルギー ………………925・4 分散型電源・電力貯蔵 ……………………1005・4・1 自然エネルギー発電…………………1005・2 電力ネットワーク……………………………935・2・1 電力ネットワークの発展 ……………935・2・2 電力システムの計画と運用・制御…………………………………………945・3 需要家システム………………………………965・3・2 ビルの電源システム …………………98

5・4・2 高効率エネルギー利用………………1025・4・3 電力貯蔵………………………………103
5・4・4 電力供給システムの高機能化………104

天アキ
25mm目

次iii

化 学 の 基 礎企画・編集

執 筆 者

岡 崎

健

神 谷 秀 博

斎 藤 恭

一津 田

黒 田 千 秋

小 菅 人

慈

相 田 隆

司

神 谷 秀 博

久保田 徳 昭

小 菅 人

慈

後 藤 雅
都 留 稔

宏斎 藤 恭 一

田 中 真 人柘 植 秀

樹了

新 山 浩 雄山 本 修 一目健

次

第 1 章 化学反応の基礎
1・1 化学反応の平衡と速度 ……………………107
1・1・1 化学反応の種類………………………107

1・3・1 重合反応の種類………………………113

1・1・2 化学平衡：反応進行の方向…………107

1・3・3 重合反応機構と速度式………………114

1・1・3 反応速度論……………………………108

1・3・4 重合装置と装置内流体流れ…………115

1・2 触媒反応 ……………………………………109
1・2・1 触媒反応機構…………………………109

1・3・2 重合反応様式…………………………113

1・3・5 重合反応操作形式……………………116

1・2・2 触媒の探索・改良への指針…………111

1・4 薄膜・微粒子生成反応 ……………………116
1・4・1 合成法の分類…………………………116

1・2・3 活性劣化………………………………111

1・4・2 合成反応の基礎………………………116

1・2・4 複合触媒とその機能…………………111

1・4・3 気相合成反応…………………………117

1・2・5 表面積，細孔構造……………………111

1・4・4 液相合成反応…………………………118

1・2・6 細孔構造と活性・選択性……………112

1・4・5 固相合成反応…………………………119

1・2・7 触媒反応装置…………………………112

1・4・6 微粒子特性の評価法…………………119

1・3 重合反応 ……………………………………112

第 2章 分 離 操 作
2・1 分離操作の概要 ……………………………1222・1・1 はじめに………………………………1222・3・2 ガス吸収操作…………………………1292・3・3 ガス吸収装置…………………………1302・1・2 分離操作の例…………………………1222・3・4 ガス吸収プロセス……………………132

2・1・3 分離操作の分類………………………1232・1・4 分離操作の選択法……………………1232・4 抽出 …………………………………………133
2・4・1 抽出の基礎……………………………133

2・1・5 分離装置の設計と運転………………1232・4・2 抽出平衡の表現法……………………133

2・2 蒸留 …………………………………………124
2・2・1 気液平衡………………………………124

2・4・3 抽出操作………………………………134

2・2・2 蒸留の原理……………………………125

2・4・5 金属イオンの抽出プロセス…………135

2・2・3 2成分系蒸留操作 ……………………126

2・4・6 抽出装置………………………………136

2・2・4 多成分系連続蒸留……………………127

2・5 晶析 …………………………………………137
2・5・1 晶析の特徴……………………………137

2・3 ガス吸収 ……………………………………128
2・3・1 ガス吸収の基礎………………………1282・4・4 抽剤の選定法…………………………135

2・5・2 晶析に関する基礎事項………………138

目iv次2・5・3 核発生および結晶成長………………140

方法……………………………………152

2・5・4 結晶粒度分布…………………………142

2・6・9 まとめ…………………………………152

2・5・5 結晶形状および多形の制御…………143

2・7 膜分離 ………………………………………153
2・7・1 分離膜の選択性の発現と膜の機能

2・5・6 晶析装置………………………………144
2・6 吸着・イオン交換およびクロマトグラ
フィー操作……………………………144
2・6・1 操作方法と固定層カラムの用語と定義……………………………………145
2・6・2 吸着平衡………………………………146…………………………………………153
2・7・2 膜分離プロセスの種類………………153
2・7・3 分離膜の種類…………………………153
2・7・4 分離膜モジュール……………………154
2・7・5 逆浸透，ナノろ過，限外ろ過の膜2・6・3 分離操作の設計………………………147プロセス………………………………1552・6・4 生産性…………………………………150

2・7・6 精密ろ過の膜プロセス………………156

2・6・5 連続クロマトグラフィー分離………151

2・7・7 透析法・電気透析の膜プロセス……156

2・6・6 流動層吸着操作………………………151

2・7・8 ガス分離の膜プロセス………………156

2・6・7 回分吸着操作…………………………151

2・7・9 蒸気透過による膜プロセス…………157

2・6・8 数学モデルの分類と物性値の推算

2・7・10 浸透気化による膜プロセス ………157

索引（日本語・英語）………………………………………………………………………………………………巻末