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電気工学とはどんな学問?研究内容や学び方などを解説

電気工学

新しい電子材料の開発や電機の利用技術の研究を行う

電気にかかわるありとあらゆることを研究する電気工学。エネルギーとしての電気の効率的な活用方法を考える分野、電気回路や半導体について研究する分野のほか、情報・通信や光など、その研究領域は多岐にわたります。1年次に高校範囲の物理や数学を復習し、電気工学を学ぶ基盤を固めます。さらに、電磁気学や電子回路といった基礎科目を学び、2年次から3年次にかけては各専門領域の基本を学びながら電気について理解を深め、3年次の後期には自分の専門を選択し、研究を進めていくことになります。私たちの生活に欠かせない電気は、あらゆるものづくりの基礎となるものです。それだけにその知識と技術を生かせる場は非常に多く、卒業後の進路も、電気、機械、IT、建設などさまざまです。

電気工学の学び方

電気をより安全に、効率的に利用する

私たちの生活に欠かすことのできない電気。そんな電気に関するあらゆることを研究する総合的な学問が電気工学です。電気に関する学問は、発電、送電、それにかかわる設備の設計、電気を光や熱、動力に変換し利用するなどエネルギーとしての電気を扱う「強電」と、インターネットや光通信などの通信や電話といった情報の伝達媒体や回路機器制御を主に扱う「弱電」という分野に大別されます。電気工学では、こうした電気全般について、より効率的に、安全に、簡単に利用するための方法を探究します。強電分野では、発電・輸送(送電)・変換・利用など、弱電分野では、計測・制御・通信などについて理解を深め、新たな技術の開発に挑みます。

電気に関するすべてが研究対象

電気工学は、電気全般を対象とするため、その領域がとても広いのが特徴です。まず、エネルギーとしての電気、いわゆる強電分野があります。ここでは、電気を生み出す方法から、効率的に輸送する方法、それに関する設備、さらには、電気エネルギーから光や熱、磁気といった他のエネルギーを取り出し、応用する方法などを研究します。 また、電気や磁気を用いて情報を記憶したり伝達したりする方法について研究する弱電分野もあります。記憶媒体やデジタル回路などの、ハードウェアを専門とする領域です。さらに、電気による通信やメディアに関するテーマも、電気工学の一分野です。通信技法や情報処理といった、ソフトウェア部分について研究します。 ほかに、光に着目した分野もあります。光は電磁波の一種ですから、電気工学の範疇になる研究分野なのです。ここでは光通信やダイオードなど、光を利用する方法を研究します。 これだけ幅広く、さまざまなテーマを含む電気工学ですが、「電気工学部」、「電気工学科」といった場合、はじめに挙げた「エネルギーとしての電気(強電)」を主な対象としていることが多いようです。その場合、その他の領域はまた個別の学科や専攻として設置されています。

電気を理解するための基礎を身につける

電気について理解するために欠かせないのが、数学と物理の知識です。多くの大学では、1年次に高校で学習した数学や物理について復習し、さらに深められる講座が設けられており、そこでしっかりと基礎を固めます。また、電気や磁気の性質とその働きについて学ぶ電磁気学や、基本的な回路のしくみを学ぶ電子回路理論をはじめ、電気の理解に欠かせない微積分や複素数、ベクトルなどについて深める電気数学といった授業を通して、電気の基本的なしくみや扱い方について身につけていきます。多くの授業では実験や実習が行われ、手を動かしながら、その理論を学んでいきます。

幅広い専門分野を体系的に学ぶ

電気工学には、電力・エネルギー、電子・材料・エレクトロニクス、情報・通信、計測・制御、計算機といった専門領域があります。電力・エネルギー系では、エネルギーとしての電気の活用方法を考えます。発電から送電、貯蓄、変換、利用など、比較的大きな規模での電気の扱いについて研究する分野です。雷やプラズマといった現象を対象に、そのしくみや応用について研究することもあります。電子・材料・エレクトロニクス系では、半導体や電子回路について研究します。半導体の材料を化学的に合成するなど、化学や材料工学に近い研究をすることもできます。情報・通信系は、電気信号の扱いや、記憶媒体、有線・無線通信について研究する分野です。計測・制御系では、計測機器や、電気・電子の制御方法を、計算機系では、新しいハードウェアや携帯情報端末、コンピュータを利用したシステムの設計などを行います。これらの系統では、ハードウェアとソフトウェアの両方が研究の対象になります。2年次の後半から3年次にかけては、こうしたあらゆる専門領域の基本を学び、電気全体について体系的に理解を深めていくことになります。さらに3年次の後半になると研究室に入り、こうした専門領域の中から独自のテーマを決めて研究に取り組むのが一般的です。

目に見えない電気のしくみを解明したい

電気について不思議に思ったことがある、そのしくみを深く知りたいと考えているという人は、もちろん電気工学に向いています。電気は私たちの生活になくてはならないものだけに、当たり前になりすぎて、そのしくみに疑問をもつことは多くはないかもしれません。しかし、送電のしくみや、スイッチひとつで熱や動力、光や音といったエネルギーを得られるしくみなど、何となくはわかっていても、詳しく説明できないことがたくさんあります。そうした身の回りの当たり前に対して疑問をもち、自分で突き詰めることができる力が、電気工学では求められます。 また、いわゆるものづくりにかかわる他の工学分野と大きく違うのが、研究対象が目に見えないものだという点です。ですから、概念的なものを理解することが得意であったり、具体化して考えられる想像力をもっていたりすると、電気工学を学ぶうえで助けになってくれるかもしれません。

ものづくりや環境など、幅広い分野につながる

電気工学は、すべてのものづくりの基盤となる学問ですから、とても領域が広くなっています。電子工学、情報工学、通信工学など、電気工学から派生した学問領域は少なくありません。また、建築やインフラなどの社会システムを考えるうえでも、電気の知識は欠かせないもので、ここで得る知識と技術は、幅広い分野で求められる学問と言えます。 今、将来の進路に悩んでいる、就職先の幅を狭めたくないと考えているならば、電気工学で学びを深めてみてもいいかもしれません。そこで身につけた力は、将来多くの選択肢を与えてくれるはずです。 環境問題に関心があるという人にとっても、電気工学はぴったりの学問と言えるでしょう。電気そのものはクリーンなエネルギーとして、電気自動車などに活用されはじめています。また、現代社会において発電に関してはさまざまな環境問題が浮き彫りになっています。こうした問題を解決するのも、電気工学の課題になります。より効率的に電気を生み出す発電や、ロスの少ない送電、同じ量の電気からできるだけ多くの他のエネルギーを取り出す方法、そして余った電気を貯蓄しておくしくみなどができれば、エネルギー問題や環境問題の解決につながるでしょう。

電気工学 学びのフィールド

電気工学の歴史は古く、研究が進むなかでさまざまな学問が枝分かれしてきました。代表的なのが、電子工学、情報工学、通信工学といった学問です。これらの学問は重なる部分が少なくありませんが、それぞれ専門とする領域が微妙に異なります。 電子工学は、情報の記憶や伝達のために使われる電気を対象とした学問です。身の回りにあるさまざまな機械に内蔵されている回路や半導体、記憶デバイスなどについて、そのしくみみを研究し、新たな技術や機器の開発を目指します。身近なハードウェアを扱う学問だと考えるとわかりやすいでしょう。 情報工学は、セキュリティの手法や画像処理など、情報を安全に、快適に扱うための研究をする学問です。メディアやアプリケーションなど、コンピュータを活用した新しい手法の開発を目指します。 通信工学は、情報の伝達について、あらゆる角度から研究します。コンピュータ内部での処理や情報の暗号化、光ファイバーをはじめとする通信設備などが研究対象です。広い意味で電気工学といった場合には、これらすべての学問が含まれることになります。一方、電子工学や情報工学、通信工学と区別して「電気工学」といった場合には、発電から送電、変換、利用、それに関する設備といったエネルギー輸送手段としての電気、モーターなどを動かす動力エネルギーとしての電気などについて研究を進める学問を指し、より安全で効率的に行うための技術や機器の開発を目指します。 大学によっては、電気電子工学、電気情報工学といった名前で専攻を区別しているところもあります。

<基礎分野>

●電磁気学
電気や磁気の基本的な特性について学ぶ。

●電気・電子回路学
電流、電気回路の基本性質とその応用について学ぶ。

<専門分野>

●電気機器
電気機器の設計、照明、電熱機器の研究・開発に取り組む。

●材料
半導体や超伝導体、絶縁体など、電気を通す材料について研究する。

●エネルギー
電力の発生から輸送・貯蔵法、発電・変電などの電力分野を研究する。

●計測制御
電気計測、制御、信頼性工学など、計測や制御について学ぶ。

電気工学とは

電気工学とはどんな学問?

電気に関わるありとあらゆることを研究する電気工学。エネルギーとしての電気の効率的な活用方法を考える分野、電気回路や半導体について研究する分野のほか、情報・通信や光など、その研究領域は多岐にわたります。

・電気をより安全に、効率的に利用する

私たちの生活に欠かすことのできない電気。そんな電気に関するあらゆることを研究する総合的な学問が電気工学です。
電気に関する学問は、発電、送電、それに関わる設備の設計、電気を光や熱、動力に変換し利用するなどエネルギーとしての電気を扱う「重電(強電)」と、インターネットや光通信などの通信や電話といった情報の伝達技術や、その情報を制御コントロールする半導体などの「弱電」という分野に大別されます。現在の電気工学ではこうした電気全般について総合的に、より効率的に、安全に、簡単に利用するための方法を探究しています。
このため、MCCといわれる計測・通信・制御の各技術について理解を深め、新たな技術を創造に挑んでいきます。

・電気に関するすべてが研究対象

電気工学は、電気全般を対象とするため、その領域がとても広いのが特徴です。まず、エネルギーとしての電気、いわゆる重電(強電)分野があります。ここでは、電気を生み出す方法から、効率的に輸送する方法、それに関する設備、さらには、電気エネルギーから光や熱、磁気といったほかのエネルギーを取り出し、応用する方法などを研究します。
また、電気や磁気を用いて情報を記憶したり伝達したりする方法について研究する弱電分野もあります。記憶媒体やデジタル回路などの、ハードウェアを専門とする領域です。さらに、電気による通信やメディアに関するテーマも、電気工学の一分野です。通信技法や情報処理といった、ソフトウェア部分について研究します。
ほかに、光に着目した分野もあります。光は電磁波の一種ですから、電気工学の範疇になる研究分野なのです。ここでは光通信やダイオードなど、光を利用する方法を研究します。
これだけ幅広く、さまざまなテーマを含む電気工学ですが、「電気工学科」といった場合、はじめに挙げた「エネルギーとしての電気(重電(強電))」を主な対象としていることが多いようです。その場合、その他の領域はまた個別の学科や専攻として設置されています。

電気工学と他の学問との関わり

電気に関する知識は、あらゆる工学分野の基礎です。ですから、機械工学や情報工学といった学問を学ぶうえでも、必ず電気工学の基本を学ぶことになります。電子工学、通信工学、情報工学は、それぞれに専門領域は少しずつ違いますが、もともとは電気工学から派生した学問ですから重なる部分が少なくありません。また、電気工学は社会づくりの基盤ともなる学問ですから、数学や物理の知識だけではなく、化学はもちろんのこと、機械、建築、土木といった工学系の学問、並びに、経済、経営、歴史、語学、環境学などとも密接に関わっています。

・電気工学はすべての「ものづくり」や「ことづくり」の基礎となる

エネルギーの輸送や情報伝達を担う電気は、「ものづくり」と「ことづくり」に不可欠です。したがって、機械工学、材料工学、通信工学、情報工学など、ほぼすべての工学分野で、その基礎として電気工学を学ぶことになります。また、街づくり、建設、設計においても電気系統に関する知識は深く関わってきますから、機械や建築や土木に関する学問でも電気工学を学ぶことが多くなっています。そして、経済、経営、歴史、語学、環境学の学びも、社会に出たときに大きな武器となります。

・電気工学から生まれたさまざまな学問

電気工学の歴史は古く、研究が進む中でさまざまな学問が枝分かれしてきました。代表的なのが、電子工学、情報工学、通信工学といった学問です。これらの学問は重なる部分が少なくありませんが、それぞれ専門とする領域が微妙に異なります。
電子工学は、情報の記憶や伝達のために使われる電気を対象とした学問です。身の回りにあるさまざまな機械に内蔵されている回路や半導体、記憶デバイスなどについて、そのしくみを研究し、新たな技術や機器の開発を目指します。身近なハードウェアを扱う学問だと考えるとわかりやすいでしょう。
情報工学は、セキュリティの手法や画像処理など、情報を安全に、快適に扱うための研究をする学問です。メディアやアプリケーションなど、コンピュータを活用した新しい手法の開発を目指します。
通信工学は、情報の伝達について、あらゆる角度から研究します。コンピュータ内部での処理や情報の暗号化、光ファイバーをはじめとする通信設備などが研究対象です。
広い意味で電気工学といった場合には、これらすべての学問が含まれることになります。一方、電子工学や情報工学、通信工学と区別して「電気工学」といった場合には、発電から送電、変換、利用、それに関する設備といったエネルギー輸送手段としての電気、モーターなどを動かす動力エネルギーとしての電気などについて研究を進める学問を指し、より安全で効率的に行うための技術や機器の開発を目指します。
大学によっては、電気電子工学、電気情報工学といった名前で専攻を区別しているところもあります。進路選択する場合には、学部や学科の名前だけでなく、自分の最も学びたい分野・領域が学べる大学を見極めることが重要です。

電気工学では何をどのように学ぶか

まず、1年次に高校範囲の物理や数学を復習し、電気工学を学ぶ基盤を固めます。さらに、電磁気学や電気回路や電子回路といった基礎科目を学び、2年次から3年次にかけては各専門領域の基本を学びながら電気について理解を深め、3年次の後期には自分の専門を選択し、研究を進めていくことになります。

・電気を理解するための基礎を身につける

電気について理解するために欠かせないのが、数学と物理の知識です。多くの大学では、1年次に高校で学習した数学や物理について復習し、さらに深められる講座が設けられており、そこでしっかりと基礎を固めます。また、電気や磁気の性質とその働きについて学ぶ電磁気学や、基本的な回路のしくみを学ぶ電子回路理論をはじめ、電気の理解に欠かせない微積分や複素数、ベクトルなどについて深める電気数学といった授業を通して、電気の基本的なしくみや扱い方について身につけていきます。多くの授業では実験や実習が行われ、手を動かしながら、その理論を学んでいきます。

・幅広い専門分野を体系的に学ぶ

電気工学には、電力・エネルギー、電子・材料・エレクトロニクス、情報・通信、計測・制御、計算機といった専門領域があります。電力・エネルギー系では、エネルギーとしての電気の活用方法を考えます。発電から送電、蓄電、変換、利用など、比較的大きな規模での電気の扱いについて研究する分野です。雷やプラズマといった現象を対象に、そのしくみや応用について研究することもあります。電子・材料・エレクトロニクス系では、半導体や電子回路について研究します。半導体の材料を化学的に合成するなど、化学や材料工学に近い研究をすることもできます。
情報・通信系は、電気信号の扱いや、記憶媒体、有線・無線通信について研究する分野です。計測・制御系では、計測機器や、電気・電子の制御方法を、計算機系では、新しいハードウェアや携帯情報端末、コンピュータを利用したシステムの設計などを行います。これらの系統では、ハードウェアとソフトウェアの両方が研究の対象になります。
2年次の後半から3年次にかけては、こうしたあらゆる専門領域の基本を学び、電気全体について体系的に理解を深めていくことになります。さらに3年次の後半になると研究室に入り、こうした専門領域の中から独自のテーマを決めて研究に取り組むのが一般的です。

電気工学はこんな人に向いている

当たり前に使っているけれど、目で見ることはできない電気。そんな電気のしくみについて疑問を持ったことがある人は電気工学でやりがいを見つけられるでしょう。また、電気に関するあらゆることを学べる学問なので、自分の興味や卒業後の進路が定まりきらない、自分の可能性を広げたい、という人にも向いているでしょう。社会の基盤づくりに興味がある人や、いわゆる理系、工学系の枠にとらわれない学びをしたい人にとっても、おすすめです。

・目に見えない電気のしくみを解明したい

電気について不思議に思ったことがある、そのしくみを深く知りたいと考えているという人は、もちろん電気工学に向いています。電気は私たちの生活になくてはならないものだけに、当たり前になりすぎて、そのしくみに疑問を持つことは多くはないかもしれません。しかし、送電のしくみや、スイッチひとつで熱や動力、光や音といったエネルギーを得られるしくみなど、何となくはわかっていても、詳しく説明できないことがたくさんあります。そうした身の回りの当たり前に対して疑問を持ち、自分で突き詰めることができる力が、電気工学では求められます。
また、いわゆるものづくりやことづくりに関わるほかの工学分野と大きく違うのが、研究対象が目に見えないものだという点です。ですから、概念的なものを理解することが得意であったり、具体化して考えられる想像力を持っていたりすると、電気工学を学ぶうえで助けになってくれるかもしれません。

・ものづくり、ことづくり、街づくり、環境など、幅広い分野につながる

電気工学は、すべてのものづくりとことづくりの基盤となる学問ですから、とても領域が広くなっています。電子工学、情報工学、通信工学など、電気工学から派生した学問領域は少なくありません。また、建築やインフラなどの社会システムを考えるうえでも、電気の知識は欠かせないもので、ここで得る知識と技術は、幅広い分野で求められる学問と言えます。
今、将来の進路に悩んでいる人、自分の可能性を広げたい人、就職先の幅を狭めたくないと考えているならば、電気工学で学びを深めてみてもいいかもしれません。そこで身につけた力は、情報、機械、応用化学、建築、土木の技術者など、将来多くの選択肢を与えてくれるはずです。
街づくりや環境問題に関心があるという人にとっても、電気工学はぴったりの学問と言えるでしょう。電気そのものはクリーンなエネルギーとして、電気自動車などに活用されはじめています。また、現代社会において発電に関してはさまざまな環境問題が浮き彫りになっています。こうした問題を解決するのも、電気工学の課題になります。より効率的に電気を生み出す発電や、ロスの少ない送電、同じ量の電気からできるだけ多くのほかのエネルギーを取り出す方法、余った電気を貯蓄しておくしくみ、街全体を効率よくエネルギーを配分しながら「Society5.0」を実現するスマートシティなどができれば、エネルギー問題や環境問題の解決につながるでしょう。

電気工学を学んだ後の進路と今後の展望

私たちの生活に欠かせない電気は、あらゆるものづくりの基礎となるものです。それだけにその知識と技術を生かせる場は非常に多く、卒業後の進路も、電気、機械、IT、建設などさまざまです。省エネや環境問題が騒がれる現代。電気工学の発展は、そうした問題の解決のためには不可欠なのです。

・電気系に限らず幅広い企業に就職

内閣府が提唱するこれからの社会「Society 5.0」では情報技術をより活用した経済発展と社会的課題の解決を目指しますが、そこでは情報の伝達を支える電気工学がよりいっそう重要となってきます。ですから電気工学はいまや、従来の技術とIoT、ビックデータ、AIの技術を融合・結集し、私たちの暮らしの「しくみ」をつくり、社会の基盤をつくっていく学問とも言えます。現在でもものづくりをはじめとするさまざまな分野に欠かせませんし、今後も多くの業界から人材が求められていくことでしょう。
電気工学を学んだ人の進路としては、電気・電子系はもちろん、機械、メーカー、通信、IT、建設系などが想定されます。また、電気主任技術者、電気通信主任技術者、電気工事士、電気工事施工管理技士、無線技術士といった資格を取得できたり、資格の学科試験が免除されたりもします。卒業後、自分で学びを深めステップアップしていくことで、一級建築士などの受験資格にも道が開かれています。
また、大学院への進学率が高いのも電気工学の特長です。専門知識に加え、今後の社会において必要とされる、より複合的な課題を解決していく力をつけるため、大学院で学びを深めています。
これらの資格を取得して、より専門性の高い職やジェネラリストを目指す人もいます。また、公務員になったり、起業したり、コンサルタントになったりという道もあります。電気は私たちの生活に欠かせないものですから、それだけ出口は多く、たくさんの道が広がっているというわけです。

・地球環境を守り、人々の快適な生活を支えていく

電気工学の大きな課題となっているのが、電気エネルギーをいかに効率よく使い続けられるようにするかということです。電気が生活で活用されはじめた19世紀以来、私たちの暮らしは便利になり続け、それに比例して電気の使用量もどんどん増えていきました。コンビニが24時間営業しているのはもはや当然のようになっていますし、繁華街などでは夜中煌々と明かりがともっています。家庭の電化製品は増え、家中のあらゆるものを電気で動かすオール電化まで普及しています。
これだけのエネルギー消費をまかなうためには、当然発電量を増やさなくてはなりません。ところが、日本の発電量のほとんどをまかなう火力発電や原子力発電には、環境面や安全面において多くの問題があるのが現状です。発電所を無暗に増やすわけにもいかず、今のままでは、いずれ電気が足りなくなってしまうかもしれないのです。
そこで今、技術革新が期待されているのが、「省エネ」「創エネ」「畜エネ」という3つの分野です。省エネは、いかに少ないエネルギーで機器を動かすかということ。創エネは、エネルギーを生み出すことで、太陽光や地熱などの自然エネルギーが注目されています。そして畜エネは、生み出した電気をためておくこと。これまで、余った電気をためておくのは難しいとされていましたが、近年、その技術も向上してきています。
人々の快適な生活を支えながら、地球環境に配慮した持続可能なシステムを構築する。電気工学において、それは最重要とも言える課題になっています。

電気工学の先生に聞く(取材協力:東京都市大学工学部 電気電子工学科 岩尾徹教授)

電気工学ではこんな研究をしています

発電や送電など、電気の安定供給のために欠かせない大電力技術について研究しています。中注目しているのが、回路の安全を守る遮断器という装置です。また、そうした基礎的な技術を応用して、放電プラズマの応用に関する研究も行っています。社会の発展と地球環境の両方を支える研究です。(東京都市大学工学部 電気電子工学科 岩尾徹教授)

・電気の安定供給に欠かせない大電力技術

発電や電気の輸送など、大きな電力を扱うのに欠かせない大電力技術について研究しています。その中でも注目しているのが、電気の安定供給のために欠かせない遮断器です。
遮断器は、電気回路に何かしらの異常が起きたときに、流れている電流を遮断する装置です。実は、電流が流れているときに回路を切ると、電流はそれに逆らって流れ続けようとしてアーク放電といわれる現象を起こし、そこで火花が発生します。つまり、単に切断するだけでは、回路がショートしたり、火災が起こったりといった事故につながる恐れがあるのです。もし大きな事故にならなかったとしても、切断する度に大きな火花が発生すれば、その部分は徐々に傷つき、やがて破損してしまうことになります。
このアーク放電を消滅させ、回路を安全に遮断する役割を担うのが遮断器というわけです。特に大きな電流を扱う場合はアーク放電の規模も大きくなりますから、いかに素早く消すかということが非常に重要になります。そのための技術や、より性能の良い遮断器の開発が、研究のひとつの目標。電力の安定供給のための輸送や系統の保護のため、アークについてさまざまな角度から研究を進めています。

・多方面から注目される放電プラズマ

もうひとつ力を入れているのが、放電プラズマの応用研究です。プラズマについて簡単に説明すると、固体、液体、気体と並ぶ、物質の第4の形態ということになります。固体、液体、気体が分子や原子のつながりで構成されているのに対し、プラズマは電子と陽イオンに分かれた状態になっており、非常に高いエネルギーを持っています。このエネルギーを有効に活用するため、プラズマのしくみや制御について解き明かそうとしているのです。
プラズマ応用のとてつもなさを物語るのが、夢のエネルギーと注目されている核融合発電です。これは、水素の同位体である重水素や三重水素を使った発電で、これらをプラズマ状態にして核融合反応を起こすことで莫大なエネルギーが生まれ、発電することができるというしくみです。重水素や三重水素といった原料は海水から豊富に採取できるためほとんど無尽蔵といえますし、核融合発電では温暖化ガスや危険な廃棄物は発生しません。これが実現すれば、人類の直面しているエネルギー問題の多くが解決できる画期的な発電方法と期待されています。
ほかにも、超高温でごみを溶かすことによる廃棄物処理や、ロケットのイオン・エンジンに代表される電気推進技術、材料の表面処理やアーク放電による溶接、切断など、プラズマは、エネルギー、環境、宇宙、ものづくりといった分野に応用されています。さまざまな技術の発展につながる、非常に有望視されている研究分野といっていいでしょう。

多方面から注目される放電プラズマ
「電力の安全供給には、電力を素早く遮断するという技術が欠かせません」と語る岩尾徹教授

電気工学のこんなところが面白い

生活に欠かせない電気に関するあらゆることを扱う学問なので、学びや研究がどんなことにつながるのか、どう社会に役立つのかといったことを実感できます。また、電気の知識と技術は幅広い分野で生かせます。それを身につけることで、充実した人生のための強力な武器を手にできるのです。(東京都市大学工学部 電気電子工学科 岩尾徹教授)

・社会に役立つという実感

私が研究している大電力技術は、発電や送電に欠かせないもの。つまり、私たちの生活を支えている社会インフラを構築するための基礎技術です。電気工学は、なくなってはならない、そしてなくなることもない学問であり、その研究成果が社会の発展にダイレクトにつながっています。
その魅力を大いに実感できるのが、産学連携や、企業や他大学との共同研究です。社会貢献ができる、研究の成果が実際の社会に役立つというのを目の当たりにできるため、いっそうのやりがいに浸れます。また、学生のうちから社会、企業とつながりを持るのはいい経験になりますし、さまざまな人と協働することで多くの知見を得られます。さらに、研究に対する責任感も出てきます。研究に真摯に取り組むことで、ただ教えを受けるだけではわからない、電気の奥深さや面白さ、自分でやり遂げることの楽しさに出会えるに違いないと、私は考えています。

・電気の知識と技術が、人生を充実させる武器になる

みなさんの将来の夢はなんでしょうか? まだ思い付かないという人も多いかもしれませんが、こんな職業に就きたい、こんなことを成し遂げたいなど、一人ひとり違った答えを持っているのではないでしょうか。しかし、職業に就くことや何かを成し遂げることは、ひとつのゴールに過ぎません。また、これは私の持論ですが、「夢」と聞かれると、多くの人が自分の知っている範囲で、達成できそうなものを挙げるものです。
では、もしそれが達成できなかったらどうなるでしょうか。希望の職に就けなかったら、思い浮かべていた目標が現実的に不可能なものだとわかってしまったら、あるいは、憧れていた世界が理想と大きく違ったらどうでしょう。夢に破れた人は、そう簡単には立ち直れないものです。また、反対に夢が叶ってしまったらどうでしょう。すぐに新しい夢に向かって動き出せるでしょうか。さらに、自分の手の届く範囲で夢を決めてしまったら、見知らぬ世界にもっと惹かれるものがあったとしても、それに気付くことすらできないかもしれないのです。
大切なのは、将来の夢よりも、「人生のテーマ」を決めることなのではないでしょうか。自分がどんなふうに生きたいか、たとえば、楽しく生きたい、自由に生きたい、人の役に立ちたいなど、曖昧でもいいのでテーマを持つのです。そして、自分にとっての楽しさや自由とは何か、どんな形で人の役に立ちたいかなどを掘り下げて考えてみてください。
電気工学は、すべてのものづくりの基礎となる学問で、その知識や技術を生かせるフィールドがたくさんあります。つまり、多くの選択肢の中から、自分が将来進む道を選べるのです。きっと、その中にはあなたの人生のテーマに沿った場もあるでしょう。今まで目を向けたこともなかったところに、魅力を感じるかもしれません。
電気工学を学ぶ魅力は、電気という、多彩なフィールドで生かせる武器を手に入れられることです。そんな武器と、自分の人生のテーマをしっかり持っていれば、この先の人生でどんな転換を迎えようとも、折れることなく立ち向かっていけるに違いありません。

電気の知識と技術が、人生を充実させる武器になる
蓄電、放電の実験風景

電気工学の学生に聞く(取材協力:東京都市大学工学部 学生)

電気工学を選んだ理由

高校時代はまだ将来の就職先を明確にイメージできなかったので、何か技術を身につけられる学部に進みたいと、工学系で探していました。電気工学に興味を持ったのは、親が電気関係の仕事をしていたから。調べていくうちに知識を生かせるフィールドの広さを知り、それに惹かれて進路を決めました。(東京都市大学大学院工学研究科 電気電子工学専攻 博士3年 山本真司さん)
幼いころ、階段の上と下にあるスイッチで、同じ明かりをつけたり消したりできることが不思議でなりませんでした。進路を決めるときにそんなことをふと思い出し、電気について学ぶのも面白いかもしれないというのが頭をよぎりました。もともと理系が好きだったこともあり、電気工学へと進路を決めました。(東京都市大学工学部 電気電子工学科 4年 竹田悠莉子さん)

・電気の可能性の広さが決め手に

進路を選ぶとき、将来の就職のことを考えて、何か技術を身につけられる学部に入ろうと考え、工学部を選びました。その中でも電気工学に興味を持ったのは、親が電気系の技術職に就いていて、幼いころから身近なものだったことが影響していると思います。
「電気」と一括りにいわれますが、その活用方法は多様で、エネルギーとしての電気、機械を動かしたり制御したりするための回路まわり、記録媒体や通信など、幅広い分野で使われています。明かりや家電、電子機器、パソコンやスマートフォンなどの端末、そしてロケットやミサイル、ロボットやAIなども、電気を操る技術が高まって初めて実現可能になったものです。反対にいえば、電気に関する知識や技術を持っていれば、これだけのフィールドで生かせるということになります。
高校生のときにはまだ将来どんな職業に就きたいかといった具体的なイメージがなかった私にとって、これだけ幅広い分野で活躍できる可能性のある電気工学はとても魅力的に感じられ、最終的に電気工学を選択しました。(東京都市大学大学院工学研究科 電気電子工学専攻 博士3年 山本真司さん)

電気の可能性の広さが決め手に
「予想どおりの実験結果が出たときは、達成感があります」と語る山本真司さん

・幼いころの疑問が進路の決め手に

中学生のころから答えのはっきり出る理系科目が好きで、高校も理系を選択しました。国語や社会などの文系科目にあまり興味が持なかったというのも理由のひとつです。当然、大学も理系で探していたのですが、どんな分野に進むかは決めかねていました。そんなときに、小さいころに抱いた疑問をふと思い出したんです。それは、「どうしてひとつの明かりがふたつのスイッチで操作できるのか」というものでした。
部屋の明かりをつけたいときは、その部屋の壁のスイッチを押すだけで操作できますよね。でも、廊下や階段はその両端にスイッチがついていて、どちらのスイッチを押しても、同じところの明かりをつけたり消したりできるようになっています。幼いころの私にとって、それはとても不思議なことでした。小中学校の授業で簡単な回路について学んだことでこの疑問は解決しましたが、これを思い出したことで、電気のしくみやその制御について知れたら面白いかもしれないと考えたのです。文字通り身近な疑問が、進路の決め手になったんです。(東京都市大学工学部 電気電子工学科 4年 竹田悠莉子さん)

幼いころの疑問が進路の決め手に
「身近な疑問から電気への興味がわきました」と語る竹田悠莉子さん

こんなふうに電気工学を学んでいます

電気工学の知識や技術は、多くの実験や実習を通して身につけていきます。その中で大切なのは、実験の意図や目的、結果の分析と次の仮説など、常に自分で考えながら取り組むことです。それをすることによって理解度は高くなりましたし、楽しみながら実験などに取り組むことができたと感じています(東京都市大学大学院工学研究科 電気電子工学専攻 博士3年 山本真司さん)。
電気は身近なものですが、そのしくみの詳しい部分について知る機会はほとんどありません。しかし、そんな無知な状態からでも、講義や実験、実習を通じて一つひとつ理解していくことができました。電気についてわかってくると身の回りのもののしくみも見えてきて、学ぶごとに新しい発見がありましたね。(東京都市大学工学部 電気電子工学科 4年 竹田悠莉子さん)

・一番大切なのは自ら考えること

授業では、回路を組んだりプログラミングをしたり、実験をしたりと、実際に手を動かして学ぶ機会が数多くあります。こうした実体験を通じて、より具体的に、そして体系的に知識と技術を身につけていくことができました。
実習や実験において大事なのは、どうしてその実験をするのか、どうすれば思った通りの計測や制御ができるかといったことについて考えることです。学部の1、2年次には私自身もできていなかったかもしれませんが、学年が上がるにつれて強く意識するようになりました。同じ実験でも、しっかりと考えながらやるのと、ただ決まり切ったやり方にしたがってってやるのとでは理解度は大きく変わりますし、考えずにやったのでは、次につながるものにならないと気付いたのです。
そうした姿勢で研究に取り組んだおかげか、2013年には学部長賞を、2015年には口頭発表した論文で電気学会静止器技術委員会優秀奨励賞をいただきました。電気自体の奥深さや面白さはもちろん、こうした経験も、研究の大きなやりがいになっています。(東京都市大学大学院工学研究科 電気電子工学専攻 博士3年 山本真司さん)

・複雑な内容も実験を通してじっくり理解

電気自体は生活の中で当たり前に使っているものですが、それがどんなふうに生まれて家庭に送られるのか、どんなふうに制御されているのかといったところまではあまり意識しないのではないでしょうか。大がかりな回路なども、普段はあまりなじみのないものです。
大学では、こうした電気のしくみについて、基礎から少しずつ学んでいきます。電気という目に見えないもの、そして発電や送電、回路といったあまり目にしないものについて学ぶのは難しそうに思えるかもしれませんが、そんなことはありません。授業の中では実験や実習など、実際に手を動かしながら学ぶことも多く、しっかりと取り組んでいれば自然と知識と技術を身についてきます。
電気は身近なものだからこそ、学びを深めていくにつれて身の回りのいろいろなもののしくみが見えるようになります。それまで不思議にも思わなかったことが面白いものに感じられたり、社会における電気の重要性がもっとわかったり、電気工学を学ぶことで自分の世界が広がったと感じています。(東京都市大学工学部 電気電子工学科 4年 竹田悠莉子さん)

実際に電気工学を学んでみて

電気そのものは目に見えませんが、その理論をしっかり理解し、シミュレーションを重ねたうえで実験をしてみると、見えないながらに制御することができるものなのです。思いどおりにいかないことも多いけれども、いい結果を目指して試行錯誤するのは研究の醍醐味ですね。(東京都市大学大学院工学研究科 電気電子工学専攻 博士3年 山本真司さん)
大学では、教わったことをただ覚えるだけではなく、自分で考えることが重要になります。実験でも、仮説を立てたり分析をしたり、次の方法を考えたりと、すべて自分で考えて答えを見つけていきます。ただ覚えるだけの勉強よりも、ずっと面白く、やりがいを感じながら研究に取り組めていると感じています。(東京都市大学工学部 電気電子工学科 4年 竹田悠莉子さん)

・目に見えない電気を操れるようになる楽しみ

電気そのものは目に見えないので、はじめは理論を聞いたり実験をしたりしても実体がつかめないような思いがありました。しかし、その性質を知るにつれて、段々とその姿が見えてくるようになりました。直接は観測できなくても、シミュレーションを繰り返したうえで実験すると思いどおりの結果が出るなど、見えないながらに制御できるようになっていくんです。
もちろん予想に反する結果が出ることもあります。そんなときに、何が原因でシミュレーションと違ったのかを分析し、どうすればそれを修正できるのか、次の仮説を考えるのは苦しみも伴いますが、結構楽しいものです。うまくいかないときは大変だけれども、その過程こそが実験の醍醐味だとも感じています。
普段から当たり前に使っている電気は、その一方でまだまだ解明されていない部分も多く、また、新しい活用法もどんどん出てきます。これだけ身近なものなのに、新しい発見にあふれていて、さらに未来の社会にも貢献できるというのは、電気工学の研究に携わる大きなモチベーションになりますね。(東京都市大学大学院工学研究科 電気電子工学専攻 博士3年 山本真司さん)

・自分の力で考え、答えを見つけていく面白さ

専門的な内容は難しそうだと感じていたものの、実際に学んでみると、授業の中でしっかりと知識や技術を身につけられました。実験や実習など、自分の手を動かすことでより理解が深まったと感じています。
また、高校と大学の学びの違いも実感させられました。高校では教わったことをどれだけ覚えているか、テストで再現できるかといったことが評価されていましたが、大学では、自分で考えることが何よりも大切です。実験をするにしても、どんな実験が必要なのかを考え、仮説を立ててシミュレーションをして、結果が出たら分析してまた仮説を立てるといったように、常にその次を考えながら臨みます。その繰り返しの中で、自分で答えを見つけていくのは、すごくやりがいがあります。
研究室では発電や送電に関わる大電流技術についての研究をしています。大きな電流を扱うので、大きな放電のような派手な現象を目にすることができるのは面白いですね。将来は送電関係の仕事に就きたいと考えています。そのためにも、大学を卒業したら大学院に進学し、さらに知識と技術を高めていきたいです。(東京都市大学工学部 電気電子工学科 4年 竹田悠莉子さん)

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