ラプラス変換を使った過渡現象の練習問題～直列回路編～
今回はラプラス変換で過渡現象を解く問題の練習です。
関連記事>>>ラプラス変換を使った過渡現象の解き方～直列回路編～
実際に国家試験に出た問題を解いてみましょう！
1.問題：RL直列回路
問：図の回路でスイッチを閉じてから1ms後にインダクタの両端にかかる電圧[V]に最も近いのはどれか。ただし、白然対数の底eは2.7とする。(臨床工学技士国家試験 第31回 午前51)
〇解答
約0.6[V]
〇解説
まず、電圧に関する式を立てます。
両辺をラプラス変換して
i(t)=0より
「I(s)=○○」の形に変形して
I(s)を、ラプラス変換しやすいように変形します。
上の変形したI(s)式をを逆ラプラス変換して、
問題で与えられた数値を代入します。
インダクタの両端にかかる電圧を求めるのですが、抵抗の両端にかかる電圧の方が求めるのが簡単なので、まずは抵抗の両端にかかる電圧を求めます。
求める電圧は、スイッチを閉じてから1ms後の電圧なので、tに1m[s]を代入します。
「インダクタの両端にかかる電圧=電源電圧-抵抗の両端にかかる電圧」で求められるので
抵抗の両端にかかる電圧を求めてからインダクタの両端にかかる電圧を求めるときは、「インダクタの両端にかかる電圧=電源電圧-抵抗の両端にかかる電圧」の工程を忘れないようにして下さいね！
2.RC直列回路
問：図の回路のスイッチSを閉じて10ms後のVcに最も近い電圧は何Vか。ただし、スイッチを閉じる前、コンデンサには電荷は充電されていないものとし、自然対数の底eは2.7とする。(第2種ME試験 第37回 午前30)
〇解答
6.3[V]
〇解説
まず、電圧に関する式を立てます。
変数をi(t)に揃えたいので、q(t)をi(t)に変換します。
両辺をラプラス変換して
q(0)=0なので
となりますね。
そして、「I(s)=○○」の形に書き換え、
ラプラス変換しやすい形に変形します。
両辺を逆ラプラス変換して
問題文で与えられた数値を代入して
まず抵抗の電圧の値を求めます。
t=10ms、e=2.7より、
求めるのはコンデンサの電圧で、コンデンサの電圧は電源電圧から抵抗の電圧を引くと求められるので、
個人的オススメ臨床工学技士YouTuberさん
今回は、私たち学生に貴重な臨床の情報を提供して下さっている臨床工学技士Youtuberさんを3人紹介します。
学生は基本的に学校の中でしか過ごしていません。臨床実習に行っていろいろ現場のことを学んでも、実際に働いてみないと分からないこともあると思います。
そんなときに参考にしているのが臨床工学技士Youtuberさんです。
今回紹介するのは
- 岡井さん【新人ナース ME 学生 研修医の味方】さん
- 臨床工学技士応援チャンネルさん
です。
簡単に紹介すると、岡井さんは「勉強解説系」で、臨床工学技士応援チャンネルさんは「臨床の豆知識系」といった感じです。
1.岡井さん【新人ナース ME 学生 研修医の味方】
岡井さんは集中治療、人工呼吸器、循環器、心電図を得意とされている現役の臨床工学技士さんです。
臨床での経験を活かして、教科書には書いていないような実践的な内容を、丁寧な図を使って分かりやすく説明してくださいます。
まだ実習の始まっていない段階でも「呼吸器モニターの見方」とか、「心電図のこの波はこういう意味！」とか知っているだけで全然違うと思うんですよね。
臨床実習でも周りの子との差が付くと思います。
学生の間だけでなく、就職してからも参考にしたいです！
岡井さんのブログ>>>臨床工学技士 岡井さんの集中治療ブログ
ちなみに私が最近インスタにあげている勉強写真は、ほぼ岡井さんのYoutubeやブログをもとに勉強したものです。
私もいつか、岡井さんブログのような立派なブログを作ってみたいですね～。
2.臨床工学技士応援チャンネル
こちらも現役の臨床工学技士さんのチャンネルです。
「臨床工学技士になって良かったこと」「クリニックと病院の給料の違い」「国家試験必勝法」など、学生が知りたいと思うことを全て話して下さっています。
特に学生が知りたいのは臨床実習のことじゃないでしょうか。看護師や医師とは内容も雰囲気も違うので実態が分からないと思います。でも、臨床工学技士応援チャンネルさんは、現役の技士の目線から「臨床実習で大切なこと」を紹介して下さっています。
大学のパンフレットとか職業紹介サイトとかは、表のカッコいい部分だけを取って紹介しています。
「命のエンジニア！」とか書かれてたら
「うぉ！！カッコイイ！！！」
って思っちゃうじゃないですか。
でも、お金を貰って仕事をする以上それなりに大変なこともあります。
臨床工学技士応援チャンネルでは「大卒と専門卒の学歴差別問題」や「臨床工学技士は就職難なのか」などのネガティブなことも取り上げています。
就職して理想とのギャップに愕然としないためにも、現実的な動画を見てイメトレしておくのも大事だと思います。
このような素晴らしい動画を上げて下さる方に指導者になっていただきたいです・・・！
3.【番外編】Dr.Kihei Yoneyama心臓のお医者さん
このチャンネルを運営されているのは、臨床工学技士ではなく循環器内科医の米山喜平(よねやま きへい)先生です。
内容も、医学生・看護学生向けではありますが、臨床工学技士を目指す学生にもぜひ見てほしいチャンネルです。
臨床工学技士も循環器分野には関わるので、循環器の知識は身に着けておきたいですね。
特にオススメなのが「血ガス」についての動画。
呼吸性アルカローシスなのか、代謝性アシドーシスなのかが一発で分かる簡単な方法を教えて下さっています。
1時間超えの動画ですが、あっという間に時間が過ぎます。
ラプラス変換を使った過渡現象の解き方～直列回路編～
今回は、過渡現象を「ラプラス変換」を使って解く問題を紹介します。
微分方程式で解く方法は複雑ですが、ラプラス変換で解くと分かりやすいです。行程は長く感じるかもしれませんが・・・。
これまで、過渡現象の理屈もよく分かっておらず、なんとなく電流や電圧の式だけ暗記していた人は必見です！
1.ラプラス変換で過渡現象の問題を解く前に・・・
ラプラス変換で過渡現象を解くときは、暗記表を使って解きます。
過渡現象を解くときにわざわざラプラス変換の途中式まで書いていたら時間が足りなくなってしまいますからね。
過渡現象で用いるラプラス変換の公式はたいてい決まっているので、ここでは、過渡現象を解くときによく使うラプラス変換の公式を表にしてみました。
2.ラプラス変換を使って過渡現象を解いてみよう
〇問題：RL直列回路
問：図のRL回路において、スイッチSを閉じたときの電流i(t)をラプラス変換を用いて求めよ。
〇解説
①電圧に関する式を立てる
先に数値を入れて計算するのではなく、いったん式を作ってから数値を入れていきます。
まず、電圧に関する式を書きます。直列回路なので
②両辺をラプラス変換
両辺をラプラス変換します。暗記表を見ながらやっていきましょう。
・・・Rは定数なのでそのまま。時間関数i(t)を
・・・Lは定数なのでそのまま。時間関数d(i)/dtを
・・・E×1と見ます。Eは定数なのでそのまま。時間関数1を
これより
i(0)は初期条件の電流です。初期条件とは、ここではスイッチを閉じる1つ前の場面のこと。つまりスイッチが開いている状態の電流i(0)は0(A)ですよね。よって
となり、i(0)が消えました。
③「I(s)=○○」の形に書き換え
求めたいラプラス変換はI(s)についてなので、「I(s)=○○」の形に書き換えます。
この式を部分分数分解すると
④逆ラプラス変換
ラプラス変換して出した式
を逆ラプラス変換し、I(s)をi(t)に戻します。
・・・暗記表より、逆
・・・この形は暗記表に載っていないので、このままでは逆
になります。
よってI(s)を逆ラプラス変換すると
となります。
これに与えられている数値を当てはめて、
答えが導き出せました！
〇問題：RC直列回路
問：図のRC回路において、スイッチSを閉じたときの電流i(t)をラプラス変換を用いて求めよ。スイッチSをオンした時の時間をt=0[s]とする。スイッチSをオンする前には、コンデンサCに蓄えらえている電気量q(t)は0とする。
〇解説
①電圧に関する式を立てる
RL直列回路と同じように、数値の代入は後にして電圧に関する式を書きます。コンデンサの電圧はQ/Cです。コンデンサにたまる電気量Qは、時間が経つにつれて変化する時間関数なのでq(t)と表します。
②変数をi(t)にそろえる
ですが、RL直列回路とは違って「i(t)」と「q(t)」の2種類の関数が出てきました。
q(t)があると、ラプラス変換したときにI(s)=○○と表せないので、i(t)を求めることができません。そんな時は、q(t)をi(t)に変換して変数を全てi(t)にそろえます。
電流と電気量の関係を式で表すと
となります。
「電気量を微分すると電流になる」ということですね。
ということは、「電気量を微分すると電流になる」の逆は「電流を積分すると電気量になる」となります。
これを式で表すと、
上の式を
に代入すると
となり、変数がi(t)にそろいました。
③両辺をラプラス変換
の式を、暗記表をもとにラプラス変換すると
となります。
q(0)とは、スイッチを入れる1つ前の場面、つまりスイッチが開いている場面のときにコンデンサにたまっている電気量のことです。
問題文より、スイッチを入れる前の電気量は0なのでq(0)=0です。
④「I(s)=○○」の形に書き換え
③の行程で導き出した式を「I(s)=○○」の形にします。
その後、1/(s+α)と似たような形に変形して、逆ラプラス変換しやすくします。
⑤逆ラプラス変換
④で導き出した式を、暗記表を基に逆ラプラス変換していくと、
となります。
そして、問題文で与えられた数値を代入していきます。
答えが導き出せました！q(t)が少し厄介ですが、電流と電気量の考え方を理解していれば解けます。
3.ラプラス変換を使った過渡現象の解き方のまとめ
ラプラス変換を使った過渡現象は、回路を流れる電流か電圧を求める問題がほとんどなので、以下の4つの手順を踏めば解けます。
何回も解いて練習しましょう！
ラプラス変換を使った過渡現象の問題(直列回路)も集めたのでぜひ見てみて下さい。
関連記事>>>ラプラス変換を使った過渡現象の練習問題～直列回路編～
YouTubeで聴ける！勉強にオススメの音楽5選
今回はもうすぐ試験あるから勉強しなきゃいけないのにどうしても集中できない！とお悩みの方にオススメです。
勉強に集中するには、音楽を聴きながらやるのも1つの手です。
Youtubeに勉強に集中できるような音楽動画がいっぱいあるので、お気に入りの動画を見つけて、それを集めた再生リストを作ってみましょう。
関連記事>>>【ME学生】勉強におすすめの場所4選
1.音楽を聴きながら勉強するときの注意点
なるべく歌声の入った曲は避けましょう。歌詞が入ってきて集中できません！
声の入っていないBGM動画をオススメします。
さらに、新曲も控えましょう！
聞きなれた曲でないと、どうしても聴き入ってしまうので集中できません。普段から聞きなれた曲を聴きましょう。
〇雨の音や鳥の声などの自然の音
イヤホンで自然の音を聴けば、耳に入れたくない余計な音をカットできます。Youtubeで探せばたくさん出てきますよ。
「夜の都会の雑踏音」とか「駅の改札付近の足音や会話」なんていうのもあるんですよ。
「え！？こんな音の動画もあるんだ！」というのがたくさん見つかるので、自分のお気に入りの音を見つけてみましょう。
〇ホワイトノイズ
｢ホワイトノイズ｣というのは、テレビの砂嵐音のような「ゴーーーーッ」という音です。なぜホワイトノイズが集中できるのかというと、母親の子宮の中の音に似ているからです。
大人になっても、本能的なのかこの音は集中できます。
〇クラシック
クラシックはドラムやギターなどの、目が覚めるような音を出す楽器は使っていません。YouTubeにもクラシック音楽はいっぱいありますから探してみましょう。
〇アニメ・ドラマのサウンドトラック
｢アニメが好き！｣｢ドラマが好き！｣という人は、自分の好きなアニメ・ドラマのサウンドトラックを聴いてみてはどうですか？
歌声の入った曲は、曲を聴くことに意識がいってしまい、どうしても勉強への集中力が切れてしまいます。サウンドトラックなら歌声が入っていないので、そちらをオススメします。このときも落ち着いた雰囲気の曲を選ぶことを忘れずに…！
〇好きな音楽のピアノバージョン
アニメやドラマが好きじゃなくても、「好きなアイドルやアーティストがいる！」という人は、好きなアーティストの曲のピアノバージョンを聴いてみましょう。
｢〇〇(曲名) ピアノ｣で検索してみましょう！
どんなアップチューンの曲でも、ピアノとなれば一気に落ち着いた雰囲気の曲に変わります。
2.自分専用の勉強BGMリストを作ってみよう！
自分のお気に入りの動画が見つかったら、再生リストを作ってみましょう。｢勉強｣とか｢作業用｣とか、自分の好きな名前をつけて再生リストを作ります。
再生リストにどんどん気になった動画を保存していけば、自分だけのオリジナルアルバムが完成！これを勉強のお供にして、集中力をあげていきましょう！
3.【番外編】音楽を聴きながら暗記はNG！？
英単語を覚える時や、古文単語を覚える時など、暗記するときには向きません…。
「暗記する」というのは「情報を頭の中に入れる」ということです。情報を頭の中に入れるときに、音楽など余計な情報が入ってくると、一番大事な情報が入ってきません。
音楽を聴くのは、「計算問題を解く」などの「頭に入れた情報を出す」ときにしましょうね。
ME学生のテスト勉強法～科目別～
今回は「ME学生のテスト勉強の仕方」と「テスト勉強を始める時期」について説明します。
STEP1.先生に出題方式を聞いてみる
先生によって出題の仕方に個性が出ます。
先生ごとの出題方式の特徴を掴むためにも「○×問題なのか」「記述式なのか」など、出題方式について質問してみましょう。そうすれば効率よく勉強できます。
先生によっては、テスト前最後の授業に出題方式について説明してくれる場合があります。
STEP2.2週間前からテスト勉強を始める
本格的にテスト勉強を始めるなら、2週間前くらいからがベストです。
始めるのが早すぎると、逆に集中できなくなり続かなくなってしまうことがあります。遅すぎるのはもちろんNG。
日ごろからコツコツ復習をしておくことでテスト勉強が楽になりますよ。
STEP3.勉強スタート
科目別に勉強法を教えます。
全ての科目に共通することは、とにかく問題を解きまくることです。
〇数学系
大学・専門学校で勉強する数学は高校数学の発展なので、高校で数学Ⅲまで履修していた人にとっては理解しやすいと思います。
教科書やレジュメに書いてある例題・練習問題を片っ端から解き、「もう飽きた」となるまで解いたら、別の問題も解いてみます。
問題の探し方
- 本屋さんで苦手な分野の問題集を自分で買う
- ネットの検索欄に問題文をそのまま打ち込んで検索
- 図付き問題はGoogle画像検索機能を使って類似問題を探す
- 大学の図書館で参考書を探す
- Yahoo!知恵袋で似たような問題について質問している人を探す
特に、Yahoo!知恵袋はオススメです。例えば、「ラプラス変換」の問題を解きたいとき、知恵袋の検索欄で「ラプラス変換」と入力すると、関連した問題がたくさん出てきます。
問題で分からないところがある人が、Yahoo!知恵袋でたくさん質問していますね。
Yahoo!知恵袋にある他の質問者が質問している問題も練習問題として十分使えます。しかも、その質問に解答解説を詳しく答えている人がいますから、解答も手に入ります。(たまに雑な解答してる人もいますが・・・)
〇工学系（物理など）
私が工学系の勉強に使っているのが「電験三種」という資格試験の過去問です。
工学系は数学系と違って問題集があまり充実していません。
ただ、全く問題集がないという訳ではありません。国語や数学などの、高校までで習う科目ならかなり充実しているのですが、工学となると多くの人が大学から勉強します。その分勉強している人も少ないですから、数学よりは問題集の豊富さが劣ります。
電験三種の問題は、私の大学の工学分野の先生も参考にしているので、皆さんも見てみてください。
〇医療系（専門科目）
解剖生理学、免疫学、薬理学などの暗記科目は「読む」だけでなく「書く」ことでもより覚えられるようになるので、授業プリントを参考に自分で問題集を作ってみましょう！
手書きでもWordでも構いません。作り方はこうです。
- 暗記する用語を( )にする。
- その用語を問うような穴埋め問題を作る
- 直接書き込むのではなく、別の紙に何回も繰り返して解く
こうすることで、自然と頭の中に入ってきます。
3.まとめ
- 先生に出題方式を質問してみる
- テスト勉強を始めるのは2週間前から
- ネットや参考書を何度も繰り返し解く！
- 特に専門科目は授業プリントを参考に自分で問題集を作る
勉強におすすめの場所4選
今回はもうすぐ試験あるから勉強しなきゃいけないのに集中できない！とお悩みのあなたにぴったりの内容です！
関連記事>>【勉強に集中できない人へ】勉強のときに聴くべき音楽6選
この記事の内容↓
- 勉強の集中力を上げるのにオススメの場所
- どうしても家で勉強しなければいけないときの対処法
私のオススメの勉強場所は「学校or公共の図書館、有料自習室、放課後の教室」です。
どうしても家で勉強しないといけないときは、洋服に着替えてダラダラモードから抜け出し、簡単な課題から始めていきましょう。
1.勉強に集中できない原因は環境！
あなたが勉強に集中できないのは周りの環境のせいです。
パジャマのまま、いつでも寝られるような格好で勉強していませんか？
周りで家族がテレビを観たりゲームをしたりしていませんか？
少しの要素が集中力ややる気を無くす原因になるので、まずは勉強する場所を変えましょう。
〇図書館(学校)
| メリット | デメリット |
| ・ME学生向けの教材がすぐ見つかる ・頑張る他学生の姿が刺激になる |
飲食禁止 |
学校の図書館には、ME学生向けの専門書や問題集を置いているので、分からない問題があればすぐに参考書を取りに行けます。
さらに、自分の他にも勉強している人もいます。
皆さんは、勉強している人を見ると自然と「勉強しなきゃ・・・！」と思った経験はありませんか？周りに勉強している人がいると大きなモチベーションアップに繋がります。
〇図書館(公共)
| メリット | デメリット |
| ・本の種類が豊富 ・利用客の年齢層が幅広く刺激になる |
・飲食禁止 ・持ち込み学習禁止 |
公共の図書館では様々な年齢の人が勉強しに来ています。学生はもちろん、社会人や年配の方まで。
私も初めて公共の図書館に勉強に来たときは、「こんな人も勉強しているんだ・・・」と衝撃を受けたのを覚えています。このことが良い刺激になります。
一方で、図書館では持参した参考書や問題集で勉強することはできません。その図書館の本を使っての勉強ならOKです。
警備員の方が見回りに来て声を掛けることもあるので、普通に勉強するとなると、周りの目を気にして集中できないかもしれません。
〇有料自習室
| メリット | デメリット |
| ・本気で勉強している人と一緒に勉強できる ・ドリンクサービスや備品貸し出しサービスがある ・営業時間が長い |
・お金がかかる ・土日は混雑しやすい |
「自習室 〇〇(あなたの住んでいる地域)」と検索すると、結構出てきますよ。
有料自習室には、大学受験合格を目指す高校生、司法書士試験合格を目指す大学生、FPの資格取得を目指す社会人など、本気で勉強したい人だけが集まっています。
ドリンクサービスがあったり、ノートパソコンを貸し出してくれたりするところもあり、サービスは充実しています。
見学会を行っている施設もありますよ。
関連記事>>>【体験談】有料の自習室に行ってみた
〇放課後の教室
| メリット | デメリット |
| ・環境音が集中力を高めてくれる ・テスト前以外は1人になれる確率が高い |
・夜になると見回りの人が来る |
教室で勉強できる人はやってみましょう。
だーれもいない教室って意外と集中できます。窓の外から聞こえてくる車の音、雨の音、鳥の声がいい作業用BGMになってくれるんです。
家はリラックスするところ、教室は勉強するところ！とハッキリ自分の中で決めておけば、集中力も高まります。
2.勉強場所が家しかない！
ただ、「どうしても家しか勉強するところがない！！」という場合もあると思います。そんな時に私が試した方法を紹介しますね。
〇部屋着から着替えてみる
外出着に着替えることで、自然と「勉強モード」になるので、家で勉強するときも部屋着から着替えてみることをオススメします。
パジャマや部屋着だと、どうしても体や頭が「リラックスモード」になってしまい、すぐスマホをいじったり、毛抜きを始めてしまったりします。
〇やることリストを作る
何を勉強すればいいのか分かんない！！とならないためにも、「やることリスト」を作りましょう。メモに箇条書きにしてハッキリさせておくことで、勉強もはかどります。
終わったものに打ち消し線を引けばスッキリした気分になりますよ。
〇カンタンなものから始める
最初は頭を使わなくてもできるカンタンな課題からやりましょう。教科書の本文をノートに写すだけ・・・とか。
最初っからややこしい数学の問題を解いていたら、だんだんやる気がなくなり気づいたら他のことをやっている・・・なんてこともあります。
机に座ってやり始めるまでは面倒かもしれませんが、いざ始めたらそこからはスイスイはかどります。カンタンな課題からやってハードルを低くしていきましょう！
〇1、2時間ごとに息抜き
医学的にも、生理学的にも、人間の集中力の持続時間は90分間が限界だと言われています。
(引用元：集中できないのは休憩が足りないから。お手軽「脳のリフレッシュ方法」3つ教えます - STUDY HACKER｜これからの学びを考える、勉強法のハッキングメディア)
勉強には息抜きが必要ですが、「息抜きにYoutube見ていて、気づいたら3時間くらい経っていた・・・！」なんてことありませんか？
ついつい長時間やってしまうものを息抜きに使うのは避けましょう。(スマホ、テレビなど)
スマホ、テレビの代わりに皿洗い、掃除など、短時間で終えられることをしましょう。
そして、休憩が終わったらまたカンタンな課題からやり始める・・・をループしていくと、あっという間に夕方になります。
最初は休憩、勉強、休憩、勉強・・・の流れが難しいかもしれませんが、やっているうちに慣れてきます。
休憩の時間は最高でも20分くらいにしておいてくださいね！！
3.まとめ:試してみよう！
人によって集中できる場所は違います。無音の環境で集中できる人もいれば、ちょっとザワザワしたところが集中できる人もいます。
まずは、上で挙げた場所を試してみてください。どうしても無理だったら、他の場所でもチャレンジ！
大学でサークル入らないのっておかしいの？
今回は
『大学のサークルには入ったほうがいい』って聞いたけど、なんかタイミング逃して入らなかったんだよね～。入らないと他学部・他学科の友達できないのかな？入らないのもあり？
とお悩みの人に向けた記事です。
この記事で分かること↓
- 大学でサークルに入らないのはおかしいのかどうか
- 大学でサークルに入らないで友達を作る方法
- 大学でサークルに入らないメリット
大学って高校の時までのようにクラスが割り振られているわけではありませんから、友達を作る方法が分からない！という方も多いでしょう。
もちろんサークルに入るのが、他学部の友達を作る手っ取り早い方法ではありますが、サークルに入っていない民はどうすればよいのでしょうか？
1.大学でサークルに入らないのはおかしい？
よく「大学ではサークルに入るべきだ」みたいなことを聞くから、「入ってない自分はおかしいのかな？」と思う人もいますが、ぜんぜんおかしくありません。
サークルに入っている人の割合っていうのは大学によって様々です。特に理系の皆さんは勉強や実習が忙しく、サークルやってる暇ない！という人も多いでしょう。
「友達出来るか心配・・・」と悩んでいる新大学生のみなさん、安心してください。大学というのは高校よりも広い世界です。友達を作る方法なんてもっとたくさんあります。
2.大学でサークルに入らないで友達を作る方法
〇学友会運営メンバーになる
大学のサークルってかなり癖の強いものが多いので、「興味のあるものがない・・・」という方もいると思います。大学のサークルに興味のない人は学友会に入ってみてはどうでしょうか？
「学友会」とは高校でいう「生徒会」のようなもので、学校行事の企画・運営をしたり、よりよい大学づくりのため学生総会を行ったりします。
しかも、学友会に入っていれば就職活動にも有利です。何千人、何万人という人数をまとめるのは大変かと思いますが、普通のサークル活動よりも濃い経験ができますよ。
私の大学はかなり小規模校なので、マンモス校のように本格的な学友会ではありませんでした。ですが、会議やイベントを通じて他学科の子とたくさん仲良くなれました。マンモス校なら、もっと多くの人と友達になれるチャンスです。
〇学校行事のスタッフになる
私が他学科の友達を1番多く作れたのが「学校行事のスタッフになる」という方法でした。
大学では年間を通して、入学式・卒業式・学園祭・オープンキャンパスなど多くのイベントが行われます。このようなイベントでは、学生がスタッフとして運営のサポートします。
でも私、学友会とかサークルとか入ってないんだけど・・・。
学校にもよるけど、基本的にはどこにも所属してなくても参加できるよ！積極的に参加してみよう！
イベント当日は思わぬアクシデントがつきものです。アクシデントが起こったときでも学生同士で協力し、壁を乗り越えられれば、終わるころには絆が深まっています。「壁を乗り越える系」のものって結構仲良くなれるんですよね(笑)
打ち上げもどんどん参加しましょう！他学部・他学科同士だからこそ話せる話で大盛り上がりしますよ。「あの先生の授業どんな感じ？」とか「うちの学科なんかこんなことするから大変だよー💦」とか・・・。
〇学校が主催する海外研修に行く
自主的に海外留学することもできますが、大学側が主催する海外研修が行われる場合があります。
大学が主催する海外研修にはもちろん他学部・他学科の学生も参加しますから、皆さんも勇気を出して行ってみましょう。私も大学1年のときに参加し、オーストラリアに行きましたが、私以外は全員他学科の、しかも初対面の人でした。
海外では、学校のイベントよりさらに大きなアクシデントが起こります。先生の付き添いはないので、自分たちで何とかしないといけません。いくつもの壁にぶつかりながら数週間くらい一緒にいれば、もう既に仲良くなっています。
私も、一緒にオーストラリアに行った子とは本音で話せる仲になりましたよ。海外経験値も増やせますし、友達もいっぱいできますし一石二鳥です！
このように、サークルに入っていなくても、友達を作れる方法はいくらでもあるのです。
3.大学でサークルに入らないメリット
大学でサークル入らないというのはデメリットが多いように思えますが、メリットももちろんあります。
〇お金がかからない
大学のサークル活動というのは宿泊代・移動代・ユニフォーム代など、どうしてもお金が必要になってきます。
自分のお財布と相談する必要がありますね。
〇サークル以外のことに打ち込める
大学でのサークル活動だけが友達を作る方法ではありません。大学のイベントやボランティア活動など、自分の興味のあるものに積極的に参加していれば、友達は自然と寄ってきます。
大学のサークルに入らない分、残った時間を有意義に利用できますよ。
4.サークル以外のことに時間を費やそう！
無理やりサークルに入る必要はありません。サークル以外のことに時間を費やしていけば、自然と友達ができるようになりますよ！
ちなみに現在、私もサークルに入っていません。
大学に入学したての頃は、「サークルには入るべき」という考えに憑りつかれていたので、ちょっと興味のあったバドミントンサークルに入りました。ですが、やっぱりそこそこしか興味なかったのですぐに辞めてしまいました(笑)(ラケット代が無駄になってもうた・・・)
10分で分かるクリッパ回路の原理
今回は「ダイオードの基本的な仕組み」と「クリッパ回路の原理」について説明します。
クリッパ回路は、ダイオードやバイアス電圧の向きによっても出力波形は変わりますが、こんな波形になります。
一見難しそうに思えますが、ダイオードの仕組みさえ理解していれば簡単に分かります。また、クリッパ回路を解くときは入力電圧ごとに場合分けして出力波形を考えます。
1.ダイオードの基礎
まずはダイオードの基本をおさらいしましょう。
〇順方向電圧
順方向電圧をかけるときはアノードの電位がカソードの電位より大きいときです。このとき抵抗は0[Ω]になりますから、1本の導線と同じような状態になります。
〇逆方向電圧
一方、逆方向電圧をかけるときは、カソードの電位がアノードの電位より大きいときです。このとき抵抗は無限大になりますから、導線が切れたのと同じ状態になります。つまり電流は流れません。
2.クリッパ回路の動作原理
〇パターン1
まずは下の回路パターンを見ていきます。
左の回路にVi=Vmsinωt[V]を入力したときの出力波形を考えてみましょう。入力電圧は右のようなVmが最大値の正弦波です。
・0<Vi<Eのとき
ViはEより電位が小さいので、電流は反時計回りに流れます。するとダイオードには順方向電圧がかかるので、ただの導線と化します。b点を0[v]とし、基準点として考えると、a点はE[V]になりますね。
出力波形は下の赤線のようになります。
・E<Vi<Vmのとき
EよりViの方が電位が大きいので、仮に電流が流れるとしたら時計回りに流れます。するとダイオードには逆方向電圧がかかるので、断線と同じ状態になり、回路には電流は流れません。
つまりI=0[A]。するとRの電圧降下もV=I×Rより0[V]になるので、抵抗部分はただの導線と化してしまいます。
b点を0[v]とし、基準点として考えると、a点はVi[V]になりますね。
出力波形は、0<Vi<Eの波形と合わせるとこんな感じ。
・-Vm<Vi<0のとき
Viがマイナスの時はViの絶対値がEより大きかろうと小さかろうと電流は反時計回りに流れます。
ダイオードには順方向電圧がかかるので、b点を0[v]とし、基準点として考えると、a点はE[V]になりますね。
-Vm<Vi<0のときの出力はE[V]なので、これまでの波形と合わせると出力波形は下のようになります。
〇パターン2(ダイオードとバイアス電圧の向きを反転)
パターン1のダイオードと電池の向きが逆になったパターンを考えてみます。入力電圧パターンはパターン1と同じです。
・0>Vi>-Eのとき
-EのほうがViより電位が小さいので、仮に電流が流れるとしたら時計回りです。
「-Viの方が大きいなら、電流は反時計回りに流れることになるのでは・・・？」と思った方もいると思いますが、電流は時計回りです。
この回路を横から見たら上のように表せます。
水が落差の大きい方に流れるのと同じように、電流も落差の大きい-Vi[V]の方（時計回り）に流れます。
ダイオードに順方向電圧がかかるので導線と同じ状態になります。
b点を0[v]とし、基準点として考えると、a点は-E[V]になりますね。
出力波形はこんな感じ。
・-E>Vi>-Vmのとき
ViがEより電位が小さいので、電流は反時計回りに流れます。ダイオードには逆方向電圧がかかるので、断線と同じ状態になります。するとこの回路には電流は流れないということになりますね。
つまりI=0[A]。するとRの電圧降下もV=I×Rより0[V]になるので、抵抗部分もただの導線と化します。
b点を0[v]とし、基準点として考えると、a点は-Vi[V]になりますね。
出力波形は、0>Vi>-Eの波形と合わせるとこんな感じ。
・Vi>0のとき
Viが正のときは、Viの絶対値がEより大きかろうと小さかろうと電流は時計回りに流れます。
ダイオードには順方向電圧がかかるので、a点は-E[V]、b点は0[V]となりますね。
Vi>0のときの出力波形は、これまでの波形と合わせると下のようになります。
〇ピーククリッパとべースクリッパ
パターン1と2の他に、あと2通りダイオードと電池の配置の仕方があります。
まずはこれ。
これも、パターン1や2と同じように考えると出力波形はこうなります。
波形のトップの部分だけカットされていますね。この波形になる回路をピーククリッパといいます。
一方、こちらの回路。
出力波形はこんな感じ。
波形の底の部分だけカットされています。このような波形になる回路をべースクリッパといいます。
3.クリッパ回路のまとめ
クリッパ回路は、ダイオードの特性をしっかり理解していれば解ける問題です。慣れないうちは、入力電圧ごとに場合分けして出力波形を考えてみましょう。
【体験談】有料の自習室に行ってみた
今回は
家は集中できないし、学校の図書館は結構閉まるの早いし、公共の図書館は持ち込み学習禁止だし・・・。どこで勉強したらいいのー！！
という嘆きに答えます。
この記事の内容↓
- 有料自習室の様子
- 有料自習室に向いている人
- どんなコースがあるのか
家でも学校の図書館でも公共の図書館でも集中できない人は、有料自習室を利用してみましょう。「家・学校の図書館・公共の図書館・放課後の教室」どれも集中できない人に、有料自習室は向いています。
私はこの記事を書くつい数日前に、福岡市中央区天神にある「ノマドクロス天神」という有料自習室に行ってきました。私自身も、家・図書館でも集中できないときがあったので、こういうところを利用してみようと思いました。皆さんにも、有料自習室がどんなものかを知ってほしいし、ぜひ活用してほしいです。
1.初来館から退館までの流れ
〇自習室に行ってみよう
ノマドクロス天神では、事前に予約せずにいきなり行っても大丈夫ですが、自習室によっては事前予約が必要なところもあるので、行く前に必ず確認してから行きましょう。
自習室を見回してみると、みなさん黙々と勉強されていて
というのが最初の印象でした。
〇無料で会員登録
有料自習室は、会員制になっているところが多いので、会員になるために申込用紙に必要事項を記入します。
印鑑は必要ありません。本人確認のための運転免許証、学生証などは忘れずに。
申込用紙を書いて、本人確認が終わったら、どのコースにするかを聞かれます。コースについてはこの記事の最後のほうで書きますが、私は頻繁には利用しないのでスポット利用のプランを選択。
〇簡単な館内案内
申し込み手続きが終わると、受付の方が簡単に館内を案内して下さいます。
有料自習室は、目的別に様々な部屋が用意されています。パソコンを使う人、少し友達とおしゃべりしながら勉強したい人、無音の空間で完全に集中したい人・・・。自分の目的にあった部屋を選びましょう。
ノマドクロス天神では、勉強部屋が3段階に分かれています。
- レベル1：リラックス効果のある音楽が流れ、多少の会話はOKな部屋
- レベル2：パソコンのキーボード音はOKだが、音楽は流れておらず会話もNGな部屋
- レベル3：音が出る機器は一切使用禁止で、会話もNG、音楽も流れていない一番静かな部屋
の3つです。目的に合わせて部屋を使い分けられるのはいいシステムですね。
さらに、有料自習室には無料のドリンクサービスもあります。
お茶、コンソメスープ、コーヒーなどが揃っており、砂糖やミルクまで完備してあります。しかも、部屋で勉強しながら飲むこともできますよ。
そして、会員同士が食事を楽しみながら会話できる専用のスペースも。コンビニのおにぎりやカップラーメンなど、食べるときに音の出るものなんかは、勉強机で食べると他の利用者の迷惑になります。そのため、これらを食べられるような部屋が用意されているのです。
しかもWifiも無料で使えます。ドリンクコーナーの横に、IDとパスワードが書かれたカードが置いてあります。(助かる)
サービスとして電気スタンド、スマホの充電器も無料で借りられるんです！！
このように、有料の自習室は有料というだけあってかなり設備が充実していました。
〇すぐに利用開始
館内案内が終わると、さっそく利用開始です。私が行った日は日曜の午後というだけあってかなり混雑していましたが、何とか座れました。
勉強で使う椅子は、長時間座っても疲れないようにゲーミングチェアのような椅子が用意されていました。
隣の机とはパーテーションで仕切られているので、集中できますよ。
〇退室
数時間後、そろそろ帰ろうと思います。
入館時に貰った入館伝票を持ってお会計。たくさん勉強できて設備が充実していても、1日1,780円だったのでかなりお得でした。
2.どんな人が向いてる？
有料自習室には、実に様々な人が勉強しに来ているわけですが、どんな人が利用に向いているのでしょうか？
〇受験生
周りを見渡しても、大学受験するであろう制服を着た高校生や、東大の赤本を持っている人も・・・！かなり大学受験生が多かったような印象です。
受験学年になって月額プランを申し込めば、1年間ここで好きなだけ勉強できますね。
自分より高いレベルの大学を目指している人も多くいます。そんなライバルたちに囲まれて勉強すれば、自然とやる気も上がりますし、刺激になりますよ。
〇定期テスト前の人
という人にオススメ。テスト勉強は長期間に及ぶものではないので、こういう人は1日単位のスポット利用がオススメです。
〇学校の課題を急いで終わらせたい人
とか
という人にオススメ。家でやると気が散って、一日では終わらない可能性があるので、こういう所を利用してみましょう。
〇どこに行っても勉強に集中できない人
家でもだめ。図書館でもだめという人は、最後の手段として有料自習室を使ってみましょう。
学校では自分と同じくらいのレベルの人が多いですが、1歩外に出ると違います。東大目指して何時間も集中して勉強している人、社会人で資格取得のため勉強している人など、普段一緒に勉強することのない人たちと勉強することができます。
3.どんなプランがあるの？
有料自習室には用途に合わせて様々なプランが用意されています。ノマドクロス天神のプランを例に、学生さんにオススメのプランを紹介します。
〇月額プラン
入会金は3,000円で、自習室備え付けのロッカーが使用出来ますが、キャッシュレス決済は使えません。
月額プランにもさらに細かいプランが設けられているので、見てみましょう。
フルタイムパス
既に自由登校になった高校３年生にオススメ。
ほぼ毎日、営業開始時間から終了時間までみっちり勉強できます。平日は22:30まで開いているので、学校の図書館のように18:00頃に帰されることもありません。
夜パス(平日の17:00~22:30)
受験勉強を始めたばかりの学生さんや、昼間忙しい大学生向けです。学校帰りに平日だけ勉強したいならこれです。
毎日の復習のための勉強に使うのもいいですね。最長5時間半ほど勉強できるので、ここで勉強すれば十分な勉強時間を確保できます。
プライムパス(平日17:00~22:30、土日9:00~20:00)
｢夜パスもいいけど、土日も勉強したい！｣という人に向いています。
受験生じゃなくても、土日もしっかり勉強することで、周りとの差をどんどん広げることが出来ますよ。
休日パス(週末や祝日の終日利用)
「平日はずっと忙しくて無理だけど、休日なら空いてる！」という人向け。
ですが、週末や祝日のような学校が休みの日は特に混みやすいです。(特に午後)9:00～12:00頃を狙っていくのがオススメ。
〇ビジタープラン
月額プランとは違い入会金はありませんが、備え付けのロッカーを使うことはできません。
勉強時間は2時間半以内でいい→ビジター
短時間で詰め込みたい人、1つの課題だけ終わらせたい人はビジタープランを利用しましょう。
始めの1時間は500円、それ以降は30分ごとに300円とかなりお財布に優しい！それで備品のサービスやドリンクサービスもあるんですよ。
2時間半以上勉強したい！→ワンデービジター
2時間半以上利用するとなると、2時間半経ったタイミングから一律1,780円です。2時間半勉強しても7時間勉強しても1,780円なので、長時間勉強した方がコスパがいいですね！
10デイズビジター
月額プランはもったいない気もするし…でもワンデーじゃ物足りないし…という人向けです。
13,800円払えば、2ヶ月以内に10日間勉強することが出来るので、１ヶ月で5回行けば元が取れます。
4.有料自習室を有効活用しよう！
周りに勉強している人がいると自然と集中できるものです。有料自習室は全国にあるので、1度家の近くの自習室に行ってみてはどうですか？
10分で分かるリミッタ回路の原理
今回は「ダイオードの基本的な原理」と「リミッタ回路の動作原理」についてお話しします。
リミッタ回路はダイオードの基本的な原理を理解し、入力電圧ごとに場合分けして考えれば解けるようになります。ちなみにリミッタ回路の出力波形はこんな感じ。
早速見ていきましょう。
「リミッタ回路の問題をもっと解いて練習したい！」という人は、問題だけを集めた「リミッタ回路の練習問題を解いてみよう！」という記事をご覧下さい。
1.ダイオードの原理
まずはダイオードの基本原理をおさらいしましょう。
〇順方向電圧
順方向電圧をかけるときはアノードの電位がカソードの電位より大きいときです。このとき抵抗は0[Ω]になりますから、1本の導線と同じような状態になり、普通に電流が流れます。
〇逆方向電圧
一方、逆方向電圧をかけるときは、カソードの電位がアノードの電位より大きいときです。このとき抵抗は無限大になりますから、導線が切れたのと同じ状態になります。つまり電流は流れません。
2.リミッタ回路の動作原理
リミッタ回路の基本的な動作だけ抑えておきましょう。
〇パターン1
パターン1では、下の回路にVi=Vmsinωt[V]を入力したときを考えます。
・Vi<E
電流が流れると仮定すると反時計回りに流れることになり、Dには逆方向電圧がかかります。よって断線と同じ状態になり、回路に電流は一切流れなくなります。すると抵抗の電圧降下はR×I=Vより0[V]になるので、抵抗部分はただの導線と化してしまいます。
その結果、b点を0[V]とおいて基準にして考えると、a点はVi[V]になります。
出力波形は下のように入力波形と同じになりますね。
・Vi>E
電流は時計回りに流れるのでDには順方向電圧がかかります。よってただの導線と化します。
b点を0[V]とおいて基準にして考えると、a点はE[V]になります。
出力波形は下のようになります。
・Vi<0
入力電圧がマイナスのときですね。
入力電圧がマイナスのときは、Viが-1[V]だろうと-2[V]だろうと電流は反時計回りに流れるので、Dには逆方向電圧がかかります。すると回路に電流は流れず、抵抗の電圧降下も0[V]なので、抵抗部分はただの導線と化してしまいます。
b点を0[V]とおいて基準にして考えると、a点は-Vi[V]になります。
出力波形は下のようになります。
パターン1での出力波形をまとめて書くと下のようになります。
〇パターン2(ダイオードとバイアス電圧の向きを反転)
つぎは、パターン1のDとバイアス電源の向きを逆にしたパターンです。
考え方はパターン1と同じで、Vi=Vmsinωt[V]を入力します。
・Vi>0
Viが1[V]だろうと2[V]だろうと電流は時計回りに流れるので、Dには逆方向電圧がかかります。すると回路に電流は流れず、抵抗の電圧降下も0[V]なので、抵抗部分はただの導線と化してしまいます。
b点を0[V]とおいて基準にして考えると、a点はVi[V]になります。
出力波形は入力波形と同じになります。
・-Vi>-E
電流が流れると仮定すると、時計回りに流れることになり、Dには逆方向電圧がかかります。よって断線と同じ状態になり、回路に電流は一切流れなくなってしまいます。すると抵抗の電圧降下は0[V]になってしまうので、抵抗部分はただの導線と化してしまいます。
「-Viの方が大きいなら、電流は反時計回りに流れることになるのでは・・・？」と思った方もいると思いますが、電流は時計回りに流れます。
下の図は、回路の電圧の大きさの関係を分かりやすくするために回路を横から見た図です。
-Vi>-Eだから、b点を0[V]と置いて基準にしたら-E[V]より-Vi[V]の方が電位が高い（傾きが大きい）のが分かるでしょうか。
水はより高いところからの方が勢いよく流れるように、電流もより電位の高いところからの方が勢いよく流れるので、電流は時計回りに流れるんです。
b点を0[V]とおいて基準にして考えると、a点は-Vi[V]になります。
出力波形は下のようになります。
・-Vi<-E
電流の流れる向きは-Vi>-Eのときと同じように考えると、反時計回りに流れるのでDには順方向電圧がかかります。よってただの導線と化しますね。
b点を0[V]とおいて基準にして考えると、a点は-E[V]になります。
出力は-E[V]なので下のような波形になります。
パターン2の出力波形をまとめると下のようになります。
5.リミッタ回路のまとめ
上の2つの回路を組み合わせたような並列回路が出題されることが多いです。出力波形も、上の2つの出力波形を組み合わせたような波形になります。
リミッタ回路はダイオードの基本的な仕組みを理解し、入力電圧ごとに場合分けして考えれば解けるようになりますよ。
