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インピーダンスという単語がなかなかしっくり来ないのですが、インピーダンスとは...

Vinoさん

2020/3/2903:06:25

インピーダンスという単語がなかなかしっくり来ないのですが、インピーダンスとは、何ですか?工学の知識がない人間に教えてください。

ちょっとしらべてみたんですけど、抵抗値の差ってイメージしてますが、初心者に分かりやすく教えて下さい

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nsp********さん

2020/3/2914:07:20

簡単に言うとインピーダンスは抵抗と同じです。だから単位もΩです。
定義や計算方法も下のように同じです。オームの法則にしたがいます。

インピーダンス=電圧/電流
抵抗=電圧/電流

では、インピーダンスと抵抗は何が違うか? それはインピーダンスは「複素数」(ベクトル)で抵抗は「実数」(ただの数値)だということになります。

複素数とは中学校や高校で習うと思いますが 虚数i が出てくる数です。
要するにインピーダンスはベクトルで値と向きがあるものです。

なんでそんな訳の分からないことになったかというと、1890年ごろ交流が発明されてしまったからです。

これはもうすぐ始まる ハリウッド映画「エジソン ゲーム」英語名 current war
(電流戦争)で扱う題材です。

ボルタの電池など、直流しかなかった電気の時代はオームの法則だけで充分だった。
だけど交流が発明されてしまったために、電流と電圧の比率に位相が必要になって
抵抗がベクトルになってしまったのです。
だから、抵抗(レジスタンス)と違う名前を付けることになりました。
そこで「妨げ(さまたげ)」という意味の(というか意味は抵抗とほとんど同じ)」「インピ―ド」を使って「インピーダンス」が出てきたのです。

だからインピーダンスは抵抗と同じです。
言葉に騙されないように、計算は大変になりましたが中身は同じです。

  • nsp********さん

    2020/3/2914:15:16

    もっと簡単に
    ベクトルか否かという意味で
    「抵抗」と「インピーダンス」の違いを、ほかの例で例えるなら 「速さ」と「速度」の違いになります。

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質問した人からのコメント

2020/4/2 10:41:30

ありがとうございました!
抵抗って覚えます!

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npb********さん

2020/3/2913:50:17

正弦波電圧Vにおいて流れた電流Iとの比を振幅比と位相差を2つの変数で示したもの。

ucl********さん

2020/3/2911:56:53

抵抗:流さないように働くもの。
インピーダンス:流さないように働くものですが、位相をも付加するものです。
つまり、直ちに流さなくしたり、遅れて流さなくしたり、早めて流したりする働きを持ったものです。

hos********さん

2020/3/2911:05:32

水路におけるはずみ車付き水車兼ポンプだとイメージしてください。

水車に急に水圧がかかってもはずみ車の慣性により水はすぐには流れません。

また、逆に急に水圧が減少してもはずみ車の慣性により水流はすぐには減少しません。

電気における「慣性」だと思ってください。

nura-rihyonさん

2020/3/2909:27:02

電気回路(交流回路)だと、(正弦波)交流の電圧や電流が加わっている場合の、電圧/電流


(電気回路以外でも、先の回答にある音響インピーダンスや電磁界での特性インピーダンスのようなものもあるけど)

電気回路の世界では、電圧かけたときにどのくらい電流が流れるか?を計算するのに使う抵抗に相当するものです。
ただ、単に抵抗というと、前の方々の言うように、電池つないでどうなるか?という直流での電気の流れにくさを示すのが普通なんですが、インピーダンスだとこの直流抵抗以外に、例えば家に来ている交流AC100Vに対する電流の流れにくさを示す交流抵抗の意味も含みます。
大雑把に言うと、交流だって、電気の流れにくさという意味ではあるんですが、日本でも、関西の60Hzと関東の50Hzでは電流の流れにくさに違います(前の人が計算式しめしてますけど)。他の理由がおもだけど、簡単に関東と関西で電化製品つなぎ替えると不味い理由のうちの、ささいな理由のひとつ。
あと、交流抵抗の変わったところは、抵抗器なら、交流が入ろうが直流だろうが電圧と電流は常に比例していますが、交流抵抗の場合、電圧と電流が±90度ずれるものがあります(コンデンサとか、コイルとか)。こういうのと、純抵抗が組み合わさると、電圧と電流がある角度(例えば45度)ずれるとか。さらにそれが交流の周波数でかわってくるとか、合成交流抵抗(インピーダンス)が、周波数によって、大きさが変わって、特定の周波数の信号だけ通過してそれ以外は減衰するとか。もっと単純に低い周波数とか高い周波数を取り去るような回路を作ることができます。インピーサンスが大きさも入出力位相差も周波数によって変わるという性質を利用した物です。

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