いんぴーだんす
交流回路で、電圧のフェーザを電流のフェーザで割った複素数 Z = V/I [Ω]。実部が抵抗R、虚部がリアクタンスXで、Z = R + jX と表す。コイルは jωL、コンデンサは 1/(jωC) = −j/(ωC) で、周波数によって大きさが変わる。大きさ |Z| は電圧と電流の振幅の比、偏角は電流に対する電圧の位相の進みを表す。
やさしい解説で読む: 交流と直流の違いとは? インピーダンスをやさしく
「インピーダンス」は、8分野の31問の練習問題に出てきます(回路解析(交流回路・線形回路・過渡現象), アナログ・電子回路, 電気回路・電磁気の基礎など)。
この用語の分野: 回路解析(交流回路・線形回路・過渡現象)
直流のオームの法則 V = RI を、交流では V = ZI と複素数のまま書けるようにしたのがインピーダンスです。Z = 3 + j4 Ω なら、大きさは √(3² + 4²) = 5 Ω、偏角は約53.1°で、電流は電圧より53.1°遅れます。直列ではインピーダンスを足し、並列では逆数(アドミタンス)を足すという計算規則も、抵抗と同じです。
コイルのリアクタンス ωL は周波数に比例して大きくなり、コンデンサのリアクタンス 1/(ωC) は周波数に反比例して小さくなります。このため、直流ではコイルは短絡、コンデンサは開放のように振る舞い、高い周波数ではその逆になります。フィルタ、共振回路、電源のデカップリングは、どれもこの周波数依存性を利用しています。
増幅回路の入力インピーダンスや出力インピーダンス、配線の特性インピーダンス、電源の経路のインピーダンスなど、電子回路では多くの場面でこの言葉が使われます。どれも「ある端子から見た電圧と電流の比」という同じ考え方です。高速信号では、配線の特性インピーダンスと終端のインピーダンスがそろっていないと反射が起こります。
正解：C. 50 Ω
抵抗とコイルでは電圧の位相が90°ずれるため、そのまま足さずに複素数(ベクトル)として合成します。Z = R + jXL = 30 + j40 Ωで、大きさは √(30² + 40²) = √2500 = 50 Ωです。電流は電圧より φ = tan⁻¹(40/30) ≈ 53° 遅れ、力率は cos φ = 30/50 = 0.6です。
抵抗は電圧と電流の比が周波数によらず位相もずれない場合で、インピーダンスの実部に当たります。インピーダンスは、コイルやコンデンサによる位相のずれと周波数による変化も含めて、複素数で表した量です。
できません。有効電力を求めるには、電流の2乗に実部(抵抗分)を掛けるか、力率 cos φ = R/|Z| を使う必要があります。例えば 8 + j6 Ω に10 Aが流れると、消費される電力は 10² × 8 = 800 W で、|Z| = 10 Ω を使った1,000 VAは皮相電力です。
理想変圧器では、一次側の電圧は二次側の n = N1/N2 倍、電流は 1/n 倍になるため、一次側から見たインピーダンス V1/I1 は二次側の V2/I2 の n² 倍になります。
巻数比 N1:N2 = 10:1 の理想変圧器の二次側に8 Ωの抵抗負荷をつないだ。一次側から見たインピーダンスはいく…インピーダンスが誘導性(虚部が正)なら、アドミタンスの虚部(サセプタンス)は負になります。
インピーダンスが Z = 3 + j4 [Ω] の負荷のアドミタンス Y はどれか。解き方1(共役整合): ZL を Zth の共役複素数 3 − j4 Ω にするとリアクタンスが打ち消し合い、回路のインピーダンスは6 Ωの抵抗だけになります。
図のように、テブナンの等価電圧 Vth = 10 V(実効値)、内部インピーダンス Zth = 3 + j4 Ω の交…直流と同じテブナンの定理が、インピーダンスとフェーザを使えば交流でもそのまま使えます。
図(a)の回路で、R = 10 Ω、使う角周波数でのコンデンサのリアクタンスを 1/(ωC) = 10 Ω、入力電圧を…解き方1(アドミタンスの和): s領域では、コンデンサのインピーダンスは 1/(sC)、アドミタンスは sC です。
抵抗Rとコンデンサ C を並列に接続した回路の、s領域のインピーダンス Z(s) はどれか。Amazonの検索結果へのリンクです。Amazonのアソシエイトとして、半導体教室は適格販売により収入を得ています。