電子回路のための基礎知識②【抵抗,インピーダンスなど】

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工学

電子回路のための基礎知識②です.復習として電子回路に必要な電気回路などの知識を簡単に紹介しています.


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抵抗

抵抗は電流の流れにくさのことです.記号はRで単位Ω (オーム),素子としては抵抗器があります.

電圧・電流・抵抗はオームの法則で以下のような関係があります.

\(V = R\times I\)

キャパシタンス (静電容量)

キャパシタンス (静電容量)は電荷を蓄えられる量を示しています.記号はCで,単位はF (ファラド),素子としてはコンデンサがあります.

電圧・電流・キャパシタンスは以下の関係があります

\(i=C\frac{dv}{dt}\)

インダクタンス

インダクタンスは電流の変化によって誘導起電力となって現れる性質です.記号はL,単位はH (ヘンリー),素子としてはコイルがあります.

電圧・電流・インダクタンスは以下の関係があります.

\(v=L\frac{di}{dt}\)

インピーダンス

複素数表示で交流回路における電圧と電流の関係を表す際にインピーダンス Zが使われます.インピーダンス Zは抵抗成分のRと静電容量とインダクタンスの成分であるリアクタンス Xの成分があり,以下の式が成り立ちます.

\(\dot{V}=\dot{Z}\dot{I}\)

\(\dot{Z}=R+jX\)

アドミタンス

複素数表示で交流回路における電圧と電流の関係でインピーダンス Zでなくアドミタンス Yも使われます.アドミタンスはインピーダンスの逆数です (\(\dot{Y}=\frac{1}{dot{Z}}\)).アドミタンス Yは抵抗の逆数のコンダクタンス成分のGと静電容量とインダクタンスの逆数の成分であるサセプタンス Bの成分があり,以下の式が成り立ちます.

\(\dot{I}=\dot{Y}\dot{V}\)

\(\dot{Y}=G+jB\)

入力・出力インピーダンス

電圧を出力する回路のインピーダンスを出力インピーダンス,電圧が入力される回路のインピーダンスを入力インピーダンスといいます.信号を出力側から入力により正しく伝えるには出力インピーダンスが低く,入力インピーダンスが高い必要があります.

まとめ

  • 抵抗:電流の流れにくさ
  • キャパシタンス:電荷を蓄えられる量
  • インダクタンス:電流の変化によって誘導起電力となって現れる性質
  • インピーダンス:交流回路の電圧と電流の比
  • リアクタンス:交流回路の静電容量とインダクタンスの成分
  • アドミタンス:交流回路の電圧と電流の比 (インピーダンスの逆数)
  • コンダクタンス:抵抗の逆数
  • サセプタンス:リアクタンスの逆数
  • 入力インピーダンス:電圧が入力される回路のインピーダンス
  • 出力インピーダンス:電圧を出力する回路のインピーダンス

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