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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期夏休み特別編 〜実は、工学は、面白い〜
[無線工学]
2017年8月11日 9時30分の記事

        TOITAの「航空無線通信士受験塾」
               夏休み番外編
         〜実は、無線工学は、面白い〜

今回は、「実は、無線工学は、面白い」と言うお話を致します

昔話で恐縮ですが、小学生の頃、東京の神田錦町にあります科
学教材社から出版されていました「模型とラジオ」と言う雑誌
を購読していました。
この雑誌は、前に、調べましたら、 1984年に廃刊になったそ
うです。この雑誌は、子供向けに模型用の角材や板、そしてケ
ント紙、それに模型用のモーターを使った模型の作り方を紹介
したり、ラジオや無線機の作り方を書いた月刊雑誌でした。
小学校の頃は、模型を作っていました。その頃は、ラジオの製
作については、少し、記事を目にするだけでした。中学に入る
とその為、無線関係のクラブへ入る事は、極、自然でした。


続きは、[続きを読む]をクリックしてお読み下さい。
今回の記事は、全文無償です。


当塾は、今年の10月でまる10年になります。
ここまで続けてこられましたのは、皆様方のお陰と感謝して
います。
今後も、低価格で分かりやすい合格の為の講座を続けてま
いる所存ですので、宜しくお願いいたします。
「時は、金なり」と言いますが、50円を有効に使えていますか

この資格は、皆様にとって取れれば、リターンの資格です。
試験迄の時間を無駄にしない様にして下さい。


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        TOITAの「航空無線通信士受験塾」
               夏休み番外編
         〜実は、無線工学は、面白い〜

今回は、「実は、無線工学は、面白い」と言うお話を致します

昔話で恐縮ですが、小学生の頃、東京の神田錦町にあります科
学教材社から出版されていました「模型とラジオ」と言う雑誌
を購読していました。
この雑誌は、前に、調べましたら、 1984年に廃刊になったそ
うです。この雑誌は、子供向けに模型用の角材や板、そしてケ
ント紙、それに模型用のモーターを使った模型の作り方を紹介
したり、ラジオや無線機の作り方を書いた月刊雑誌でした。
小学校の頃は、模型を作っていました。その頃は、ラジオの製
作については、少し、記事を目にするだけでした。中学に入る
とその為、無線関係のクラブへ入る事は、極、自然でした。
知的興味をそそられるものでしたので、疑問より、それなりの
知識が身に付く事が嬉しい時期でした。
また、自分で作った免許のいらない無線機から電波が出る事、
事態、子供だった私には、とても、エキサイティングな事でし
た。

理系の人間には、 私の様に、 少しづつその世界に近づいた人
と高校または、大学からその世界に入った人がいます。
私は、前者の方なので 後者の人の事は、 分からないのですが
、工学の教え方は、 高校(工業高校)、 大学(工学部)と同
じ事を 繰り返し教えてもらう項目が有りますが、 上の学校へ
行くにつれ、教え方が、高度になっています。
例えば、中学の頃は、アマチュア無線の免許を取る為に独学し
ていましたが、 意味も分からず、 覚える事が面白かった時期
でした。
そして、高校では、説明に三角関数や対数等、数学が入ってき
ました。大学になりますと、微分積分は、もとより高度な数学
ばかりで説明されています。
数式が全てを物語っているのです。
数式が言っている事か分からないと全然ついていけません。
逆に数式が理解できますと、これほど、簡単明瞭に説明できる
のかと 感動してしまいます。( この辺が理系の人間の感じ方な
のかも知れませんネ。)
大学から工学を学ぶ人は、いきなり、数式での説明から入りま
ますが普通高校での数学の知識がありますので、現実味は、感
じられないかもしれませんが、理解は、される様です。

航空無線通信士を目指す方は、大半が文系の方です。
私は、現在、大学生を相手に電磁気学や無線工学等を教えてい
ますが、彼らを教えるのは、比較的に楽です。
それは、小学校・中学で野球をやって来た学生に高校や大学で
野球を教える様なものだからです。
皆様は、実際に野球のプレーをされなくても、一応のルールは
、御存じですので、観戦して楽しむ事が、出来ると思いますが
、世界には、野球をやらない国の方が多いのです。
その国の友人の前で日本人同士が野球の話でもり上がっていた
としたら、その友人は、話の内容がサッパリ分かりませので話
の中へ入ってけません。

無線工学の話を皆様が聞かれても、この時の外国の友人と同じ
状態になる事は、容易に想像がつきます。

例えば、「航空無線通信士受験用参考書」と銘打った参考書に
八木アンテナの説明が有ります。
私は、参考書がどの様に説明しているか、参考の為に皆様と同
じ参考書をもっています。先ほど、ちらっと、眺めてみました
が、文系の方向けの説明では、ありません。
とても、難しく感じられる事と思いました。


その一節を引用いたしますと、この様に書かれています。

放射器B の後方λ/4 の位置に λ/2 より 少し長い反射器Cを
設け、 Bの前方λ/4 に λ/2 より僅かに短い導波器A を設け
たアンテナである。
導波器の数を増やすと 利得が増大し、指向性を鋭くする事が
出来る。

予備知識の有る方には、これでも良いのですが、そもそも、
「電波」って何?と思われている方には、意味も分からず、
「輻射器・反射器・導波器で構成されていて 導波器の数を増
やすと利得が増大し指向性が増す」 と言う意味のわからない
名称の羅列による呪文として覚えるしかありません。
「利得」が何か?「指向性」が何かサッパリわからず、 現実
味が感じられません。

八木アンテナについて説明するには、「電気」って何?。「
電波」って何?。
と言う所からお話をしなければなりませんので当講座の「空
中線と電波伝搬」の章では、それらのお話をいたしますので
それを読んで頂ければ、街中で見かける魚の骨の様な味気な
いアルミの棒の塊が 身近に感じられ  これで放送局と繋がっ
ているのかと実感され、楽しくなってきます。周りの友達の
誰も知らない事が手に取る様に見えてくるのです。電波が見
えてくる様な錯覚にさえ陥ります。

工学を教える方の多くは、 相手が有る程度 分かっている事
を前提にお話をされます。
全然知らない方に教えるのは、 有る程度、 分かっている方
に教えるのの何倍もの労力が必要になります。
書籍でしたら2倍以上の厚さになります。

参考書の著者がこの労力をおしまなければ、皆様は、容易に
理解出来ると考えています。
また、今迄、当塾でお受けした質問にお応えした時の皆様方
からの反応でそれを感じます。
私は、思っています。入口さえ掴めれば、一度動き出した自
動車が、どんどん加速する様に、勉強は、ドンドンはかどる
と。当講座を受講された方は、それを実感されますが、この
話を聞かれた方、ウソだと思われます。「無線工学がそんな
に簡単に分かる様になる訳ない。」と

無線工学の入口を見つける事の大切さをお話いたしましたが
、次に大切な事は、物事の「本質」を掴む事です。
本質を掴むとは、物事を簡単に言い表せる事です。
小学校の夏休みの宿題で読書感想文と言うのがありましたが
、私は、いつも良く読んでいないので感想文と言うより、粗
筋を書いて宿題としていましたが、 私の宿題をみて、その本
の良さは、伝わらないと思います。
しかし、その本を読み込んだ人は、 的確にその本の良さを表
現できます。

本質を捉える事を トランジスターの増幅回路を例にお話致し
ます。

参考書のトランジスターの増幅の説明では、図には、 ありま
せんが、 トランジスターのベースとそこに繋がる抵抗の間に
微弱な信号が繋がれますと、 コレクター側に信号が増幅され
て出て来る事を暗に示しています。
そして、式を駆使して電流増幅度や電圧増幅度、 そして電力
増幅度が説明されています。


しかし、「増幅」って一体、どの様な事なのでしょうか?」
ましてや、電流増幅度や電圧増幅度、電力増幅度等は、なお
おさら分かりません。まさに、文系の人間にたいしては、反
則攻撃の嵐です。まず、電流や電圧・電力が大きくなるのか
疑問です。
先にお話をしました、中学のクラブの先輩は、新入生の私に
ノミが牛程に大きくなる事だと説明され、面白い例だと思っ
た事を今でも覚えています。</p>
<p>が、実は、間違いなのです。
例えば、水の温度を上げる事を増幅に例えたとします。

図に×が描いてありますが、 左から入った水が  ガスの火で
温められて右からお湯になる様な事を増幅に例える事は  誤
りです。何故なら、上の図では、左から入った、水と右から
出てくる、お湯は、繋がっていますが、増幅器では、入力と
出力が繋がっていないので、入力と出力は、別物なのです。
次の図をご覧下さい。

図が少し分かりにくいのですが、左の水色のパイプに水が循
環しています。右の太いパイプには、 温められてお湯になっ
た水が循環しています。両方のパイプの水が循環しているの
は、両方のパイプの中に水車が有り、連動して回っているか
らです。

この様子を緑で示す箱で覆ってしまえば、 中が見えませんの
で、左の水が右からお湯になって出てきた様に見えます。
この様に左のパイプの水の流れが、右のパイプでは、 お湯の
流れになる事が増幅です。
左の水と右の水(お湯)は別物なのです。
先のトランジスターの回路で言いますとベースから エミッタ
ーに流れる信号による電流と コレクターからエミッターへ流
れる電流は、別物と言う事です。
入力側では、信号による電流。出力側では、 電源による電流
が流れます。
右の水は、ガスと言う外部からのエネルギーの供給により温
められています。
増幅回路で言えば、外部からのエネルギーは、電源(ここで
は、電池)です。
増幅を一言で言いますと入力信号の相似形の信号を出力側
に作り出す事です
工学部の学生でもここまで本質を考える学生は、いませんが
、本質が分かると理解の糸口が掴め、格段に理解度が上がり
ます。

次回は、実は、 法規は、面白いと言うお話を2回に分けてお
話致します。



最終編集日時:2017年8月19日 8時55分

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