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交流回路のインピーダンスとは?

交流回路の インピーダンス とは、交流回路で電流を妨げる働きを持つもので、ここまでで勉強してきた

 

「抵抗」、「リアクタンス」をひっくるめた総称みたいなもの

 

とおぼえておけばいいでしょう。

 

ただし、電気回路が直流の場合は、ふつう、インピーダンスとは言いませんよ。
それじゃ、何て言うの・・・

 

電圧を $V$[$\mathrm{V}$]、電流を $I$[$\mathrm{A}$]、インピーダンスを $Z$[$\Omega$]とすると、それぞれ次の式が成り立ちます。

 

$\therefore V=I\times Z$ [$\mathrm{V}$]

 

$\therefore I=\dfrac{V}{Z}$ [$\mathrm{A}$]

 

$\therefore Z=\dfrac{V}{I}$ [$\Omega$]

 

これらの式をじ〜っとみてると気づきますよね?

 

オームの法則の式で $R$ を $Z$ に置き換えたものですよね?

 

インピーダンスって言葉は難しそうですが、いがいになんてことはないですよね。

合成インピーダンス

続いて次は 合成インピーダンス です。

 

似たものに「合成抵抗」があります。だいたい同じようなものなのですが、インピーダンスの場合はちょっと違います。

 

例えば、直流回路で直列接続された抵抗の合成抵抗を求めるときは、ただ足すだけです。

 

これは交流回路(インピーダンス)の場合でも同じく、ただ足すだけです。

 

直列接続の抵抗の合成インピーダンス

 

でも交流回路では、コイルとコンデンサがあります。

 

例えば、次のように抵抗とコイルが直列に接続されている回路があるとして、この2つをただ足すと、

 

ただ足すとアウト!

 

かなりアウトというより、ぜんぜんダメ!

 

ではどうすればいいのでしょうか?

 

この場合、直角三角形を書いて合成インピーダンスを求めます。

 

分かりやすいように、抵抗の大きさを $6\,\Omega$、コイルのリアクタンス(誘導性リアクタンス)を $8\,\Omega$ とした場合、次のように横に抵抗の大きさ、縦にリアクタンスの大きさを書きます。

 

合成インピーダンスを求める説明図

 

このときの 直角三角形の斜めの線の長さが合成インピーダンス になります。

 

合成インピーダンスの大きさの説明図

 

このように、「抵抗」と「リアクタンス(コイルまたはコンデンサ)」が直列に接続されているときの合成インピーダンスを求めるときは、

 

直角三角形を書いて

 

求めます。

 

 

 

「なぜ直角三角形を書けば合成インピーダンスを求めることができるのか?」どうしても知りたいとか、合成インピーダンスについてもう少し詳しく知りたい方は、こちらのページが参考になります。
素子(R、L、C)が1個の場合のインピーダンス
素子が2個直列接続の場合の合成インピーダンス(RL直列回路、RC直列回路、LC直列回路)
素子が2個並列接続の場合の合成インピーダンス(RL並列回路、RC並列回路、LC並列回路)
素子が3個直列接続の場合の合成インピーダンス(RLC直列回路)
素子が3個並列接続の場合の合成インピーダンス(RLC並列回路)
こちらのページでは、複素インピーダンスとインピーダンスの大きさの計算、インピーダンスのベクトル図についてまとめています。
第二種電気工事士の筆記試験対策としてはここまでおぼえる必要はほぼありませんが、参考程度に「ふーん、こんな感じか」って見ておいてもいいかもしれませんね。

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