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リアクタンスとは?単位、計算、公式、インピーダンスとの違いなど

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  • リアクタンスってなに?
  • 抵抗とはどう違うの?
  • インダクタンスとの違いって?
  • インピーダンスとはどう違うの?
  • リアクタンスの単位って?
  • リアクタンスの計算方法を知りたい

上記のような悩みを解決します。

リアクタンスは抽象的で分かりにくい部分ですので、理解するのが大変な部分です。ただ他の類似単語との違いを明確にし、概要を理解すればそこまで難しくはありません。

この記事ではリアクタンスに関する情報を、網羅的かつ分かりやすく解説します。

当記事を執筆している僕は大学の電気科を卒業し、業界最大手の電気工事会社で仕事をしていました。それなりに信憑性の高い記事になるかなと思います。

それではいってみましょう。

 




リアクタンスとは?

リアクタンスとは、結論「コイルとコンデンサにおける抵抗のようなもの」です。

抵抗とはつまり「電流の流れにくさ」ですので、リアクタンスはコイルとコンデンサの電流の流れにくさを表しています。要するに良く出てくる抵抗のコイル・コンデンサのバージョンをイメージすれば分かりやすいです。

リアクタンスが大きければ大きいほど電流の値は小さくなり、リアクタンスが小さければ小さいほど電流の値は大きくなります。本質的には抵抗と似た部分です。(後ほど違いについては解説します)

もう少し詳しく説明すると、リアクタンスには下記の2種類があります。

リアクタンスの種類

  • 誘導性リアクタンス
  • 容量性リアクタンス

急に難しい言葉が出てきて驚いた方、ご安心ください。

誘導性リアクタンスは「コイルのリアクタンス」を指します。対して、容量性リアクタンスは「コンデンサ」のリアクタンスを指します。そこまで難しい話ではありません。

詳しく解説すると下記になります。

リアクタンスの種類と解説

  • 誘導性リアクタンス:コイルのリアクタンス(電流の流れにくさ)
  • 容量性リアクタンス:コンデンサのリアクタンス(電流の流れにくさ)

 

リアクタンスと抵抗の違い

リアクタンスと抵抗の違いは、結論「対象になる素子が異なる」です。

抵抗は「電流の通しにくさ」ですので、リアクタンスとは似たような意味合いになります。というよりも意味合い自体はほとんど同じものです。ですが単語として明確に区別されているのには、理由があります。

まず電気回路に出てくるのは下記の3つがメインになります。

電気回路によく出てくる素子

  • R:抵抗→電気を通しにくくする素子
  • L:コイル→鉄線をぐるぐる巻きにした素子
  • C:コンデンサ→電気を貯めて放出する素子

上のRが抵抗であり、LとCに対して使う用語がリアクタンスです。対象となる素子が異なる為、用語が分けられているという訳です。

ちなみに、抵抗は「レジスタンス」と呼ばれたりもしますね。

英語表記が多い中、抵抗だけが日本語だと違和感を感じる方は「レジスタンス」と読んでもいいかもしれません。ちなみにコンデンサは英語で「キャパシタンス」、コイルは普通に「コイル」と呼びます。

コンデンサもコイルも電気回路に良く出てくるので、抑えておきましょう。

 

リアクタンスとインダクタンスの違いって?

リアクタンスとインダクタンスの違いは、結論「単位」です。

まず大前提として、違いを説明する方法は複数あります。あくまで一例ですので、その辺はご了承ください。この記事では単位という視点で違いを解説していきます。

そもそもインダクタンスとは何かというと「コイルに電流を流した時に、その電流とは逆方向に流れる電気の大きさの比例係数のようなもの」です。

『は?』と思う方も多いと思いますので、箇条書きで完結に解説します。

インダクタンスの解説

  • コイルに電流を流すと逆側に電気が流れる=電磁誘導
  • 電磁誘導で発生する電気の大きさ=誘導起電力
  • 誘導起電力を求めるのに必要な比例定数がインダクタンス

このことからもインダクタンスとリアクタンスが根本的に違うものであるということは理解できると思います。加えて、インダクタンスの単位は「H(ヘンリー)」でして、抵抗とは全く別次元の話になってきます。

インダクタンスについて詳しく理解したい方は、下記記事を参照してみてください。

 

リアクタンスとインピーダンスとの違い

リアクタンスとインピーダンスとの違いは「一部か?全部か?」の違いです。

B’zみたいですみません。まずインピーダンスとは「電流の流れにくさのこと」です。ここに関しては抵抗とリアクタンスと同様ですね。ちなみにインピーダンスの単位も「Ω」になります。

では違いがどこにあるのかというと、インピーダンスは「抵抗とリアクタンスを合わせたもの」ということです。リアクタンスは一部であり、インピーダンスは全部なんです。

ただ安直的にインダクタンスと抵抗を足し算すればインピーダンスを求めることができる訳ではありません。ここが注意点です。

インピーダンスを求める時は、ベクトルで考えます。

三平方の定理で考えましょう。
インピーダンスの求め方インピーダンス=√抵抗の2乗+リアクタンスの2乗

回路全体の電流の通しにくさを「インピーダンス」、素子単体の電流の通しにくさを「リアクタンス」と考えましょう。一部と全部です。

 

リアクタンスの単位って?

リアクタンスの単位は、結論「Ω」です。

最初の章でも言った通り、リアクタンスは「コイルとコンデンサにおける抵抗のようなもの」になります。「抵抗のようなもの」ですから、単位はΩです。

腑に落ちない人はオームの法則を思い出してみてください。

オームの法則R=V/I

電流分の電圧が抵抗な訳です。「電流と電圧の比」とも言い換えることができますね。これが電流の通しにくさを表す抵抗の求め方です。

リアクタンスの単位も同様にΩになります。

計算をしていく過程で悩んだら「リアクタンスの単位はΩ」ということを思い出しましょう。要するに電流と電圧の比ですので、問題解決の糸口になるかもしれません。

では、次にリアクタンスの計算方法について解説していきます。

 

リアクタンスの計算方法、求め方、公式

リアクタンスの計算方法(公式)は、結論「X=V/I」です。

先ほど出てきた抵抗の求め方と一緒ですね。というかオームの法則の抵抗RがリアクタンスXに変わっているだけですね。要するにリアクタンスは「抵抗のようなもの」ですので、抵抗と同様の求め方ができます。

抵抗と違うのは、誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスそれぞれで別の求め方も存在するということです。先ほどの公式でも求めることはできますが、プラスアルファで求めることのできるものもあります。

具体的には、下記のような公式で求めることができます。

各リアクタンスの求め方

  • 誘導性リアクタンスXL=2πfL
  • 容量性リアクタンスXC=1 / 2πFC

ここが抵抗と違う部分でもあります。

抵抗に周波数は関係ありませんが、リアクタンスを求める際には周波数が関係してくるんです。

コイルとコンデンサは抵抗とは違い、位相が進んだり遅れたりします。位相とは「繰り返される周期のうちの一部分」ですので、周波数が関係してきます。計算に周波数が入ってこなければリアクタンスを求めることはできません。

誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスとで、求め方が異なってくるので間違えないよう注意しましょう。

 

リアクタンスに関する情報のまとめ

リアクタンスに関する情報のまとめ

  • リアクタンスとは:コイルとコンデンサにおける抵抗のようなもの
  • リアクタンスと抵抗との違い:対象になる素子が異なる
  • リアクタンスとインダクタンスとの違い:単位
  • リアクタンスとインピーダンスとの違い:一部か?全部か?
  • リアクタンスの単位:Ω(オーム)
  • リアクタンスの計算方法:X=V/I , XL=2πfL , 1 / 2πFC

以上がリアクタンスに関する情報のまとめです。

一通りリアクタンスの基礎知識は網羅できたと思います。

類似単語の具体例として、インダクタンスなどが挙げられます。この辺は一度理解してしまえばその後も困らなくなるので、是非とも覚えておきましょう。

下に分かりやすい記事のリンクを貼っておくので、よかったら読んでみてください。

それでは!

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