診療放射線技師を目指す人の学習ブログ

まずは、みんな大好きAC-DCコンバータ。X線装置の中でもインバータ回路を用いた装置に用いられます。交流電源の場合は、交流を直流に変換する仕組みを持っています。 赤がダイオードの出力方向です。 交流電源5V(青)が、 平滑化されている(紫)のが分かります。若干電圧降下していますね。 続きまして、インバータ回路。 インバータのいいところは直流を交流に変えるところでした。(いいちこ) 回路全体の流れは一方向(直流)になっています。直流で入ってきたのに、帰りは交流でしたっていうのは、おかしいですからね汗 Vbe,Vce,Vbcについてみていきます。 入口のトランジスタは、2.5Vより低くなっています。 Vce=緑が入口(コレクタ)から出口(エミッタ)へ流れていく電圧です。 出口側のVce(緑)は、逆に2.5Vより高い値になっています。つまり、2.5Vを境目にして、上下の流れに分かれていることが分かります。 出典: Wikipedia 緑色(Vce)がコレクタからエミッタに流れていく電流の流れです。 続いて、RLC共振型回路。コイルのLの部分が変圧器につながっているタイプで、Rが変化すると共振した時に流れる電流の値も変化します。 また、周波数が高い程出力が安定するという性質も持っています。これが本当なのかどうか見てみましょう。 電源の周波数が10Hzの時の変圧器の1次側と2次側。変則的で誤差が酷いことになっています。 100Hzだと多少安定してきましたが、山がまだぎざぎざしています。 1kHzだとだいぶ安定してきました。 100kHzに上げてみると、ほぼ方形波になっていることが分かります。 ところで、 何故か２次側の電圧の方が低くなっています。 何故だ。。？ 他にはリニアックの内部にあるパルス変調回路も再現してみました。が、これもいまいち原理がよく分かりません。右に向かう程、電圧と電流の下がり具合半端ないのです。何故なのか。。 また、色々作ってみます。

https://itunes.apple.com/jp/app/icircuit/id383359044?mt=8 1200円だけど、それを有り余って面白そうと思って速攻で買ってしまった。 サンプルの中には、オペアンプ、整流回路、変圧器、RLC回路、ホイートストンブリッジなどがあります。 実際にその回路の中でどれだけの電圧と電流が流れているかをアプリ内で調べることも出来ます。黄色が電流の流れ、赤が電圧の向きなどを示しています。 回路の一部をタップすると、交流電圧、電流の波形を調べることも出来ます。 自分ではんだづけして回路作ったり、オシロスコープでつなげなくても、その回路がどういう流れになっているのかが一目で分かりますよ！

自分は専門学校にはいってから物理や電子工学を始めたので、かなり苦しんでます。 そもそも我々は何を扱っているかというと、電気を扱っています。どんな精密な機械にも色々な形で電気が流れていて、その流れの組み合わせによって機能を調節しています。 ちなみに、X線装置の技術的な資料の中に、今回扱うような要素が沢山入っている 資料 を見つけました。よかったら。 電気の性質、そして、電気や電気によって発生する副産物（発熱作用：抵抗に電流が流れると熱を生じる現象、磁気作用：電流に寄って磁気を帯びる現象）を扱う仕組みはどうなっているのかを勉強してきました。 機械には電気を流す為の導線があり、その中を 自由電子 が移動している。この状態を導線に電流が流れている状態と呼ぶ。 この電流（I）は、電子の流れのことで、ある断面の単位時間に通過する電荷(Q)の大きさで表される。電荷(Q)とは帯電した物体がもっている電気の量であり、電子工学では主に電子を扱っていく。ここで、時間をtとおくと、 I =Q/t(I:電流A Q:電荷C t:時間s) 電子の個数: n=Q/e=I・t/e Rは電気を止め、Cは電気を蓄積し、Lは電気を変換する。 R:R=ρ・L/A  (R:抵抗[Ω] ρ:抵抗率[Ω・m] L:長さ[m] A:断面積[ m2] ・・・つまりそれぞれの物質により電気の通り易さが異なり、抵抗の長さが長ければ電気が通りにくくなり（抵抗は強い）、断面積が広ければ電気は通り易くなる（抵抗は弱い） 機械が耐えられる電圧には一定の限界があるため、抵抗によって、流れる電流の強さを調整したりすることもあります。 ちなみに、抵抗は実は秋葉原の電気街にゴロゴロ売っています。凄いです。 また、つまみを回して電球の光量などを調節するボリュームは、可変抵抗で、抵抗の長さを変えることが出来ます。 C:静電容量（キャパシタンス）コンデンサなどの絶縁された導体において、どのくらい電荷を蓄えられるかを表す量。単位電圧あたりの蓄えられた電荷。ファラド(F) 機器工学で高電圧ケーブルの等価浮遊容量250pF/mでおなじみ 静電容量を蓄積する部品としてコンデンサがある。コンデンサは電気を一時的蓄え、放出するタンクとしての性質と、交流を通すが、直流を通さな...

測定の種類には二つあり、直接測定と間接測定がある。 １直接測定：測ろうとするものを直接ものさしやはかりなどの計器を使って測定する方法 ２間接測定：測定しようとする量でないほかの量を測定してもとの量を測定する方法 例えば、抵抗値Rが既知の場合の電流測定の場合 １直接測定：電流計で電流Iを測定する。（測定したいものを示す計器なので直接測定出来る） ２間接測定：電圧計で抵抗の電圧V R を測定し (ほかの量) 、その値を抵抗値Rで割って電流I （もとの量） を求める。 測定の方法 １偏位法：測定量の結果として生じる計器の指示値を読む方法。ばねばかり・電圧計・電流計など ２零位法：測定量がある基準量と等しいかどうかを調べることで測定量を知る方法。天秤・ホイートストンブリッジなど 抵抗を測定する場合 １偏位法：回路計を用いその指針の示した目盛から抵抗値を求める。 ２零位法：ホイートストンブリッジを用いて、検流計の振れが零になるように操作し、そのときのダイヤルの指示から抵抗を測る。 誤差：ε=M−T（M：測定値　T：真値） 誤差率：ε/T=M−T/T 　誤差百分率：ε/T×100[%] 誤差の原因：間違い、系統誤差、偶然誤差 許容差：誤差の許される限度 class n(n級)の計器は、有効測定範囲（最大目盛あるいはフルスケール）において許容差が±n%であることを意味している。 フルスケール100mA 1.0級の電流計 ①許容差が±１％で、誤差（許容値）が±１mAである。 ②10mAを示した時、真の値は9~11mAの範囲にあり、相対誤差は±１0%である。 ③この電流計に分流器を入れて500mA計とし、100mAを測定したときの誤差は500×±１％=±5mAで相対誤差は±５%である。 ※相対誤差：誤差を真の値で割った値（ふつうの真の値は知られないから測定値で誤差の限界を割った値を用いる）

先日お邪魔させて頂いた　AZE展の優秀賞の一つに「 3T-MRIを利用した脳神経Multi Volume画像 」というものがありました。 翠清会 梶川病院の大屋先生という方の 発表でした。 より分かり易いイメージの為にAZEさんのHPから拝借させて頂きます。 3T-MRIにより脳神経の様子を分かり易く捉えることが出来る（AZE展発表ページより） こうした画像により、脳神経のレイアウトを正確に捉え、患部を治療することが出来る そうです。が、まだこれだけ見てもちょっと分かりません。。 MRIとは核磁気共鳴法(Magnetic Resonance Imaging)のことで、おおまかにいうと、 原子核のスピンにより磁石の性質を持つようになる物質を用いた医療画像の撮像法です。 これまで、X線画像ではアーチファクトの関係から確認出来なかった脳の灰白質などの 軟部組織の様子もしっかり捉えることが出来るようになりました。 脳のMRI画像（wikipediaより） ここで、磁気が関係してきましたが、1.5TのMRIより3TのMRIの方がより明確な撮像が出来るということみたいです。 ここで電子工学が絡んできますね。Tは磁束密度の単位。1T=10000G(ガウス)。ピップエレキバンが1300G程度なので、ピップエレキバン約8個分くらい。それほど大きな磁力でもないのです。 そもそもMRIってどうやって撮像(MRIは撮影でなく、撮像といいます)しているのかというと、身体を構成する成分から水素の励起信号だけを取り出しているのです。 42.58MHz/Tという周波数のRF信号を照射することで、身体の中の1Hが励起して、核スピンのベクトル総和が変化します。このベクトル総和の変化(磁化、緩和現象)が、MRIの信号となるのです。(よく電子レンジと原理は似ていると言われますが、電子レンジのように身体を熱くしないようにJISで取り決めがあります。) もう少し詳しくは こちら からどうぞ。 電子工学に関連して単位は こちら のサイトをご覧下さい。 こちらの 翠清会 梶川病院というところは、脳神経疾患の治療に特化した病院で、チームでかなり力を入れて頑張っているみたいです。広島県にあるようです。 病院のサイ...

物理では何らかの変化が観測出来たかどうかを調べている為、 それを客観的な形に直す為に数学を用いて、ある単位を基準に 変化の差とその因果関係を測定している。 基本的には別々の要素ならば、強め合うはかけ算、弱めるものは割り算、 同じ動線内では足し算引き算が原則である。 距離が遠ければ、お互いのエネルギーは弱めるし、 逆に磁気や電気が二つ存在していれば、お互いの磁気や電気を強めてくれる。 そしてそれぞれの性質のエネルギーが具体的な力をどこまで持ち合わせているかを 1kgの物体を1m/s 2 の加速度で加える力F(N)で表している。 また、時間単位や空間、長さ単位でこまぎれに変化を測定したいからこそ C/m2とかV/mといった単位が出てくる。 ＜電気＞ 電荷・電気量：クーロン：C Q[C]=I[A]・t[s] 電束密度：クーロン毎平方メートル：C/m 2 …1平方メートル以内にどれだけの電荷が存在しているか。 電界の強さ:ボルト毎メートル：V/m E[V/m]=V[V]/I[A] 電圧・電位：ボルト:V V[V]=P[W]/I[A] 静電容量：ファラド：F 誘電率：ファラド毎メートル ＜磁気＞ 磁界の強さ：アンペア毎メートル：A/m 磁束密度：テスラ：T …１平方メートル以内にどれだけの磁気性質が存在しているか。 T=Wb/m^2 磁束：ウェーバー：Wb …磁気性質の強さ φ[Wb]＝B[T]S[m^2] 超磁力：アンペア：A インダクタンス（自己）：ヘンリー：H …電流の変化に対する磁気の変化量の比率 磁気モーメント：A・m^2 Wb・m 透磁率：ヘンリー毎メートル …磁気が通っている媒質がどれだけ磁気を通し易いか。 磁気抵抗：アンペア毎ウェーバー、ヘンリーの逆数：A/Wb H^-1 …磁気の変化量に対する電流の変化（磁気があまり変化しないのに電気をすごい食っていれば、電気エネルギーから磁気エネルギーへの変換効率が悪いので磁気抵抗が強いことになる。 電気抵抗：オーム：Ω　 …電流の変化量に対する電位・電圧の変化（電流I（１秒ごとの電子の流れ）があまり強くならないのに電荷に対する仕事量Vが高ければ、電流を流す効率が悪いので電気抵抗が強いことに...