電気（Electricity）総覧 — 物理基礎から電力工学・AI・IoT まで 10 ブランチ全体像

電気（Electricity）は現代文明を支える最も基盤的な物理現象であり、スマートフォンから電力グリッド、半導体チップ、電気自動車、AI データセンターまで、あらゆる技術の根底に電気の原理が流れている。本記事は Electricity.canvas（968 ノード・10 ブランチ）の全体像を俯瞰するルートハブであり、各ブランチの専門記事へのナビゲーションを提供する。情報カットオフ〜2025-08、confidence: medium 固定。

Electricity.canvas の 10 ブランチ概要

Electricity.canvas は電気を 10 の主要ブランチに分類して体系化している。各ブランチはそれぞれ独立した専門領域を持ちながら、相互に深く関連している。

① 本質（Fundamentals）：電荷・電流・電場・電位・電力・エネルギー・物質の性質の 7 柱。電気の物理的本質を扱う最も基礎的なブランチ。本バッチ（tech-314..322）でこのブランチの greening を完了する。

② 電磁気学（Electromagnetism）：静電場・磁場・電磁誘導・マクスウェル方程式・電磁波。19 世紀に確立された古典電磁気学の全体像。

③ 回路理論（Circuit Theory）：オームの法則・キルヒホッフ則・RC/RL/RLC 回路・過渡解析・伝達関数。電気回路の設計・解析の数学的基盤。

④ 半導体（Semiconductor）：pn 接合・トランジスタ・MOSFET・集積回路・プロセスノード。現代エレクトロニクスの心臓部。

⑤ パワーエレクトロニクス（Power Electronics）：整流・インバータ・DC-DC コンバータ・電動機駆動・電力変換効率。電力の変換・制御を担う工学領域。

⑥ 計測・制御（Measurement and Control）：センサ・A/D 変換・フィードバック制御・PID・デジタル制御。物理量を測定し制御するシステム論。

⑦ 安全・信頼性（Safety and Reliability）：絶縁・接地・漏電遮断・過電流保護・故障解析・信頼性工学。電気を安全に使うための技術と規範。

⑧ 設備・工事（Electrical Installation）：配線・接続・変電所・配電システム・スマートグリッド。電気インフラの実装技術。

⑨ 法制度（Regulations and Standards）：電気事業法・電気工事士法・技術基準・IEC/IEEE 規格・国際標準化。電気の利用を規律する法体系。

⑩ AI・IoT（AI and IoT）：エッジ AI・スマートセンサ・電力 AI 管理・EV/V2G・スマートホーム。電気と情報技術の融合領域。

Electricity と Energy の位置づけの違い

本 KB では Electricity.canvas（電気工学）と Energy.canvas（エネルギー産業・政策）が並立している。両者の切り口の違いを明確にしておく。

観点	Electricity（本 canvas）	Energy（energy.md, tech-264）
主な領域	物理・工学ドメイン	産業・政策・経済ドメイン
扱う内容	電気の物理現象・回路設計・半導体・制御	電力産業・エネルギー市場・脱炭素政策
典型ユーザー	エンジニア・研究者	ビジネスパーソン・政策立案者
「電力」の意味	物理量 P = V·I（ワット）	電力産業・電気事業者

「電力系統工学」（送電線の設計・系統安定化など）は両者が重複する領域だが、本 canvas では工学的側面（インピーダンス・潮流計算など）を、Energy では産業・市場的側面（電力自由化・再エネ統合など）を扱う。

本質ブランチ（Fundamentals）の 7 柱

本質ブランチは Electricity の学習において最初に習得すべき基礎概念群であり、以下の 7 記事で構成される。

記事	ID	主要概念
電気の本質・基礎概念総覧（ハブ）	tech-315	7 柱の全体像・相互関係
電荷	tech-316	クーロン C・クーロン力 F = k·q₁·q₂/r²
電流	tech-317	アンペア A・DC/AC・I = Q/t
電場	tech-318	V/m・E = F/q・重ね合わせ
電位	tech-319	ボルト V・V = W/q・電位差
電力	tech-320	ワット W・P = V·I
エネルギー（電気エネルギー）	tech-321	ジュール J・W = P·t・kWh
物質の性質	tech-322	導体・絶縁体・半導体・抵抗率

電気の単位系（SI 基本単位との関係）

電気量の単位は SI（国際単位系）の中で相互に定義されており、理解のうえで重要な関係を整理する。

量	SI 単位	記号	定義
電荷	クーロン	C	A·s（アンペア秒）
電流	アンペア	A	SI 基本単位
電位・電圧	ボルト	V	J/C（ジュール/クーロン）
電場の強さ	ボルト毎メートル	V/m	N/C（ニュートン/クーロン）と等価
電力	ワット	W	J/s（ジュール/秒）
エネルギー	ジュール	J	W·s（ワット秒）
抵抗	オーム	Ω	V/A（ボルト/アンペア）[回路論で登場]
容量	ファラド	F	C/V（クーロン/ボルト）[回路論で登場]

学習ロードマップ

Electricity.canvas を活用した推奨学習順序を示す。

本質ブランチ（tech-315..322）：電荷・電流・電場・電位・電力・エネルギー・物質の性質。数式の導出より「物理的イメージ」を優先。
電磁気学：ガウスの法則・アンペールの法則・ファラデーの電磁誘導法則・マクスウェル方程式。本質ブランチの概念を数学的に精緻化。
回路理論：キルヒホッフ則・インピーダンス・ラプラス変換。工学的応用の入口。
半導体 / パワーエレクトロニクス：デバイス原理から集積回路・電力変換まで。
計測・制御 / 安全・信頼性 / 設備・工事 / 法制度：応用・実務領域。
AI・IoT：電気と情報技術の融合。エッジ AI・V2G・スマートグリッド。

情報カットオフ〜2025-08、confidence: medium 固定。

電気（Electricity）総覧