物理学

交流回路におけるリアクタンスの基礎と性質

交流回路におけるリアクタンスの基礎と性質
交流回路におけるリアクタンスの定義、誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスの数式や位相特性について解説します。

📌 主なポイント

  • ✓リアクタンスは交流回路のコイルやコンデンサにおける電圧と電流の比である。
  • ✓単位には電気抵抗と同じくオーム(Ω)が用いられるが、エネルギーは消費しない。
  • ✓誘導性リアクタンスでは電圧の位相が電流より90度進み、容量性リアクタンスでは90度遅れる。

リアクタンス(英: reactance)とは、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である。複素インピーダンスの虚部に相当し、位相成分の比率を示す物理量である。

物理学を示すシンボル
物理学

電気抵抗と同じ次元を持ち、単位にはオーム(Ω)が用いられるが、電気抵抗とは異なりエネルギーを消費しない特徴を持つ。

誘導性リアクタンス

インダクタンスに交流電源を接続すると、自己誘導起電力が発生する。このときの電圧と電流の振幅比は角周波数と自己インダクタンスの積で表される。

誘導性リアクタンスの数式
誘導性リアクタンスの数式

この電圧電流比を誘導性リアクタンスと呼び、電源電圧の位相は電流よりも90度進む。

容量性リアクタンス

キャパシタに交流電源を接続すると充電と放電が繰り返され、電圧の時間変化に比例した電流が流れる。電圧電流比は角周波数と静電容量の積に反比例する形で表される。

容量性リアクタンスの数式
容量性リアクタンスの数式

この場合の電圧の位相は電流よりも90度遅れる特性を持つ。

合成リアクタンス

インダクタとキャパシタのリアクタンスを直列に接続した回路では、両者の差として合成リアクタンスが求められる。

合成リアクタンスの数式
合成リアクタンスの数式

よくある質問

リアクタンスとは何ですか?
交流回路のインダクタやキャパシタにおける電圧と電流の比であり、複素インピーダンスの虚部に相当します。
リアクタンスの単位は何ですか?
電気抵抗と同じくオーム(Ω)が用いられます。
誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスの違いは何ですか?
誘導性リアクタンスはコイルで見られ電圧の位相が電流より進み、容量性リアクタンスはコンデンサで見られ電圧の位相が電流より遅れます。

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参考文献

物理学事典および電気工学の基礎資料に基づく。