【交流回路】インピーダンス、リアクタンス、抵抗の違い

交流回路のインピーダンス、リアクタンス、抵抗の違いについて紹介します。

【電験三種・電気工事士】
インピーダンスとは、交流電流の流れを妨げる要素のことで抵抗とほとんど同じです。抵抗を拡張した考え方がインピーダンスです。交流電流は、流れる方向が時間によって変化します。(直流は一定)単純な抵抗器(R)で抵抗を作った場合は、直流電流にも交流電流にも同じように作用します。しかし、コイルやコンデンサなどは、直流電流と交流電流が流れる場合で挙動が異なってきます。

コイルやコンデンサのように、交流電流の周波数によって抵抗が変化する素子の抵抗を表すときに「インピーダンス」という言葉を使います。
直流電流と交流電流信号で抵抗が異なる素子(コイルやコンデンサ等)が存在し、「抵抗」と言ってしまうと区別がつかなくるので「インピーダンス」という言葉が用いられるのです。

項目 概要
コイル(L)の特性 直流電流が流れると抵抗は0Ωになります。しかし、交流電流が入ると電気的な抵抗が発生します。(コイルに電流と逆向きの誘導電流が発生するため)交流電流の周波数が高いほど電流が流れにくくなります。(抵抗が大きくなる)
コンデンサ(C)の特性 直流電流は流れません。(抵抗は無限大)しかし、交流電流の場合は誘電されて電流が流れます。交流電流の周波数が高いほどど流がよく流れます。(抵抗が小さくなる)

【位相変化】コンデンサ、コイルの進み位相、遅れ位相

【電験三種・電気工事士】
交流電源にコンデンサのみを接続すると、電流iの位相は、電源電圧vの位相よりも90°進みます。
※I、C、E(アイス)と覚えれば、「コンデンサは電流→電圧の順に位相が進む」と暗記でき試験は素早く解けます。

交流電源にコイルのみを接続すると、電流iの位相は、電源電圧vの位相よりも90°遅れます。

【関連用語】リアクタンス

記事リンク 概要
リアクタンス 誘導抵抗、感応抵抗ともいい、交流回路のインダクタ(コイル)やキャパシタ(コンデンサ)における電圧と電流の比を表したものです。電気抵抗と同じ次元を持ち、単位としてはオームを持ちますが、リアクタンスではエネルギーは消費されません。
入力インピーダンス 回路の入力端子が持っている抵抗値のことです。入力端子側から見た時の回路内部の抵抗的な要素全てをひっくるめた抵抗が入力インピーダンスとなります。
最大値・平均値・実効値 交流電圧、電流の最大値・平均値・実効値を計算する方法について解説します。
出力インピーダンス 出力インピーダンスは、回路の出力端子が持っている抵抗値のことです。電池の内部抵抗(回路内部の本当の出力に直列に付いている抵抗)のような物です。
インピーダンスマッチング インピーダンスマッチング(整合)とは、出力インピーダンスと入力インピーダンスをマッチング(等価に)させることです。(ごく簡単なDC回路の場合だと抵抗値を合わせるだけ)
【電気・電子回路入門】基礎・アルゴリズム・公式集
電気・電子回路の基礎・アルゴリズム・公式集について入門者向けにまとめています。

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