電気工学
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電気工学は、電気や磁気、光（電磁波）の研究や応用を取り扱う工学分野である。電気磁気現象が広汎な応用範囲を持つ根源的な現象であるため、通信工学、電子工学をはじめ、派生した技術でそれぞれまた学問分野を形成している。 電気の特徴として「エネルギーの輸送手段」としても「情報の伝達媒体」としても大変有用であることが挙げられる。この観点から、前者を「強電」、後者を「弱電」と二分される。
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[編集] 電気工学と関連分野の発展
電気工学の源流は基礎理論としての電気回路学と実用としての電力工学である。 次に情報の伝達の観点から通信工学が派生する。 通信工学の発展の過程で増幅器、高周波発振のための真空管が発達し、1940年ごろの半導体による固体増幅素子の発明があり電子工学が生まれる。 電子工学の利用方法として論理演算の機械化が可能になり、ここからコンピュータを利用した情報工学が起こる。 また電気回路学の周波数応答の研究から、制御工学が派生している。
[編集] 電力工学
電力工学は、電気のエネルギーとしての利用に関する工学である。エネルギーの発生としての発電と電力流通としての送電が2大テーマで、高電圧・大電流に耐えうる電力回路、絶縁体などの電気材料について取り扱う。
[編集] 通信工学
情報通信に関する分野で、電気通信、電磁気学がある。情報を一地点から別な地点に送るためには、同軸ケーブル、光ケーブルや自由空間などの伝送路を必要とする。これら伝送路はマクスウェルの方程式をはじめとする電磁気学の法則を用いて正確に記述することができる。
[編集] 無線工学
- 通信工学の一分野として無線通信を対象とする無線工学がある。
- 電磁気学の応用としてアンテナの指向性、利得に関する研究が主要テーマである。
[編集] 電子工学
真空中、固体中や電界中、磁界中などにおける電子のふるまいを解明、理論化し、またそれをもとに、種々の電子素子、装置などの制御を行う技術。 抵抗器、コンデンサ、コイル（インダクタ）、トランジスタ、ダイオード、その他の半導体素子などの電子回路素子モデルをつくる。このモデルを使う目的は、回路のシミュレーションを行うためであり、その部分的な回路を組み合わせて大規模な回路を作り上げることができる。
[編集] 半導体工学
- 半導体素子の微細化の絶え間ない進展は、VLSI製造プロセスの発展をもたらし、完全なシステムをひとつのチップに実装する技術を実現した。マイクロプロセッサはこの進展の成果で、コンピュータ工学の関連分野とかかわる。
[編集] 光エレクトロニクス
- 電子（電気）と光子（光）の両方を取り扱う電子工学の一分野は光エレクトロニクスまたはオプトエレクトロニクスと呼ばれる。この分野で扱う光ケーブルは高速な通信システムの開発とインターネットの発展をもたらした。
[編集] 電気計測工学・計測工学
電気的特性の正確な測定に関する分野。
電気回路・電子回路の測定を行うと、被測定回路の電圧や電流に影響を与えることが避けられない。測定技術の目的は、測定回路の影響を最小化あるいは補償することである。この分野には物質の電気的特性を利用するセンサや電気＝機械的な測定手段も含まれる。前者の例としては圧力を測定するピエゾ圧電素子や温度を測定する温度に依存する電気抵抗素子がある。これらのセンサは制御工学においても用いることができる。
[編集] メカトロニクス・制御工学
機械工学と電気工学の境界では、メカトロニクスが機械部品の領域に進出している。CDプレーヤーの記録トラックを追尾するためのレーザーの精密な位置決めは、振動や焦点のずれ、ディスク媒体の変形等を補償するよう設計された電子回路によって初めて実現できたものである。
電磁気学がほかの日常生活に関わっている例としては、携帯電話のアンテナの設計、磁気共鳴画像スキャナにおいて電磁石の正確な配置調整により電磁場の形成を制御することがあげられる。さらに電磁気学により実現できた技術として電子レンジがある。
[編集] 日本の大学での電気工学
日本の殆どの大学の工学部に電気工学を専攻する学科があり、「電子工学科」や「通信工学科」という呼称も存在する。
[編集] その他
電気技術者の道具と理論は、数学および物理学を基礎にしている。特に電気現象の基礎として電磁気学、電気回路の解析手法である回路理論が必要不可欠である。また、量子力学、信号処理、制御理論、計算機科学などの知見も重要である。
[編集] 学会
世界的規模では「The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)」が電気関連の研究者の間で著名かつ最も有力な学会である。IEEEは非営利の研究団体であり、規格書、出版物や定期刊行物の発行や学会やワークショップの開催を行っている。IEEEの学会誌は数十種類に及ぶ各論に分かれて発行されている。IEEEは事実上世界最大の学会である。 海外では他に英国の「The Institute of Electrical Engineers (IEE)」がよく知られている。
日本の研究団体としては電力エネルギーに関係する分野では電気学会(IEEJ)が、通信システム･電子デバイス･情報処理ではこれら分野を網羅する電子情報通信学会(IEICE)が有名である。また電子工学分野では応用物理学会(JSAP)、情報工学分野では情報処理学会(IPSJ)で活動する研究者も多い。
[編集] 関連項目
[編集] 外部リンク
