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練習問題：オペアンプ

紙で計算するかシミュレータを使い、結果を入力してください。測定するときはパネルを閉じ、練習問題タブで再び開けます。

解き方

非反転利得は1 + Rf/Rin、反転利得は−Rf/Rinです。入力電圧を掛け、結果を両電源の範囲に制限します。負の出力ではマイナス符号を残してください。V1をグラウンド基準で測定し、U1の飽和を確認します。

問題1

電源: 1 V. B1 = 12 V; B2 = 12 V; G1 = 1 V; U1 = ▷; R1 = 10 kΩ; RF = 20 kΩ

グラウンド基準の出力電圧を符号付きで答えてください。

問題2

電源: 500 mV. B1 = 12 V; B2 = 12 V; G1 = 500 mV; U1 = ▷; R1 = 10 kΩ; RF = 47 kΩ

グラウンド基準の出力電圧を符号付きで答えてください。

問題3

電源: 2 V. B1 = 9 V; B2 = 9 V; G1 = 2 V; U1 = ▷; R1 = 10 kΩ; RF = 100 kΩ

グラウンド基準の出力電圧を符号付きで答えてください。

ヘルプ

画面全体が点の並んだ基板です。部品には2本か3本の足があり、同じ点に触れているものどうしは、ブレッドボードと同じようにつながります。回路は変更のたびに計算し直され、LEDが光り、モーターが回り、黄色い矢印が電流の通り道と向きを示します。タップした部品はマルチメーターで測れます。

コンデンサ、コイル、信号発生器を使うと、回路が時間とともに動きます。コンデンサが充電されるようす、LEDの点滅、オシロスコープの波形を、スローモーションでも観察できます。抵抗なしのLEDは焼損し（30 mA超）、定格電力を超えた抵抗は発熱してその2倍を超えると焼け、ヒューズは自ら切れてほかの部品を守ります。実物と同じです。回路はこの端末に保存され、ファイルや画像をダウンロードしたり、リンクをコピーして人に送ったりできます。

使い方

部品を開き、部品をタップすると基板の中央に置かれます。置きたい場所までドラッグしてもかまいません。
部品をドラッグすると移動し、つながっている線もついてきます。何もない所をドラッグすると画面が動き、マウスホイール（または2本指）で拡大・縮小できます。
線を引くには、点から点へドラッグします（または点をタップしてから、線の終点をタップします）。別の線の途中で終わる線は、T字の分岐になります。
部品をタップすると、測定値の確認、値の変更、関連する計算ツールが使えます。スイッチはタップでオン・オフ、押しボタンは押している間だけオンになります。
回路例には、LED点滅回路、トランジスタのスイッチ、コンデンサ、整流回路など、完成した回路があります。

よくある質問

回路シミュレータは無料ですか？

はい。ブラウザでそのまま動き、パソコンでもスマホでも、登録やインストールは不要です。回路はお使いの端末に保存され、ファイルをダウンロードしたり、リンクをコピーしてほかの端末で開いたりできます。

どんな部品が使えますか？

電池、信号発生器、グラウンド、抵抗、可変抵抗、コンデンサ、コイル、LED、ダイオード、ツェナーダイオード、NPN・PNPトランジスタ、電球、モーター、ブザー、スイッチ、押しボタン、ヒューズ、電圧計、電流計です。

シミュレータはどうやって回路を計算していますか？

変更のたびに、直列・並列の計算だけでなく、キルヒホッフの法則（節点解析）で回路全体を解いています。LEDとダイオードは一定の電圧降下、トランジスタは増幅率βで扱い、コンデンサとコイルは時間を少しずつ進めながら計算します。

LEDが焼けてしまったのはなぜ？

実物と同じく、LEDは30 mAを超えると焼損します。抵抗なしで電池に直接つなぐと、電流が流れすぎます。直列に抵抗を入れてください。値は、LEDをタップすると開くLEDの抵抗計算ツールでわかります。

交流をシミュレーションして波形を見られますか？

はい。信号発生器は正弦波・方形波・三角波・パルスを出力し、オシロスコープで最大4つの部品の電圧や電流の時間変化を、スローモーションでも表示できます。

Falstad、PhET、Tinkercadと似ていますか？

回路を組んで動くようすを見る、という考え方は同じです。こちらはスマホでもすぐに開き、それぞれの部品がいまどうなっているかを教えてくれます。Ohmpalの計算ツールもすぐ横にあります。

キーボードショートカット

R: 部品を回転（Shift+Rで逆回転）
F: 反転（+と−、またはコレクタとエミッタを入れ替え）
Delete: 選択したものを削除
Ctrl+Z / Ctrl+Y: 元に戻す・やり直し
Ctrl+C / Ctrl+V / Ctrl+D: コピー・貼り付け・複製
Ctrl+A: すべて選択
Shift + ドラッグ: 枠で囲んで複数の部品を選択
矢印キー: 選択したもの（または基板）を移動
+ / − / 0: 拡大・縮小・画面に合わせる
スペース: 時間の一時停止・再開
Esc: 選択の解除、線の取り消し