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入門交流抵抗(知恵袋)

リアクタンスとはなんだという入門者向け解説。質問主さんの反応無だけど、ええ説明ちゃうやろか?
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抵抗Rは、直流でも、交流でも、常に電圧と電流は比例してますよね?

ところが、直流で、コンデンサは、電流流れないので、きれている(つながっていない)のと同じで、コイルは、抵抗ゼロの単なる線路とおなじです(あくまで定常状態の話。電源on/offの瞬間、ある時間帯は、過渡領域と呼んで、直流的ではない動作をします。LCそろうと振動したりうっとおしい動作する)。

これらのCやLを含む、交流抵抗を、インピーダンスと呼ぶのですが、これは、電圧と電流が、瞬時瞬時比例しているわけではない。

例えばコンデンサC:
コンデンサにたまる電荷は、Q=CVでしょ?電荷を微分すると電流。
i=dQ/dt=C*dv/dt

電圧Vを正弦波だとすると、微分するとコサイン波電流になるわけです。電圧0のあたりが、電圧変化が激しいので、電流が最大。電圧ピークのあたりは、ひらったくで、電圧変化すくないので、電流少ない。ちなみにコサイン波ということは、cos(Θ)=sin(Θ+90度) つまり、電流と電圧の位相が90度ずれているというのは、この式からもわかるでしょ?
 
時間的にずれが生じる分を、抵抗成分と、±90度ずれたコンデンサやコイルに起因する分に分離して(電気の世界では、数学で使うiだと電流と紛らわしいので)、jという複素数表示して扱うと、計算がしやすいのです(ベクトルの合成をイメージできるかな?)。
インピーダンスの、この90度ずれ成分を、±あわせて、リアクタンスといいます。

ちなみに、リアクタンスというのも、(角)周波数と組み合わせて、Ωという単位になります(コイルだと、ωL、コンデンサだと1/ωC)。
電圧と、電流の位相はずれているけれど、実効値(交流は平均だと、0になっちゃうので二乗平均を使ったりする)で考えると、位相関係なく、電流と電圧は比例します。
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