A抵抗(R)
電流の流れを妨げ、電気エネルギーを熱として消費する素子の性質。単位はΩ(オーム)で、オームの法則 V=IR に従います。交流でも直流でも同じように働き、電圧と電流の位相はずれません(同相)。電熱線や電線の導体抵抗が代表例です。
単位は Ω。電力(ジュール熱)を消費する
電圧と電流は同相(位相差なし)
周波数に依存しない
直流でも交流でも同じく抵抗として働く
交流回路で電流の流れを妨げる要素には「抵抗」と「リアクタンス」があります。抵抗は電力を消費しますが、リアクタンス(コイルやコンデンサによるもの)は電力を消費せず、電圧と電流の位相をずらします。両者をベクトル合成したものがインピーダンスです。第一種電気工事士では交流回路計算の基礎として重要です。
| 観点 | 抵抗(R) | リアクタンス(X) |
|---|---|---|
| 記号・単位 | 抵抗 R[Ω] | リアクタンス X[Ω] |
| 生じる素子 | 抵抗器・電熱線・電線の導体抵抗 | コイル(誘導性 XL)・コンデンサ(容量性 XC) |
| 電力消費 | 消費する(有効電力・ジュール熱) | 消費しない(無効電力をやり取り) |
| 電圧と電流の位相 | 同相(ずれない) | コイル:電流が90°遅れ/コンデンサ:90°進み |
| 周波数依存 | 周波数に依存しない | XL = 2πfL(増加)/XC = 1/(2πfC)(減少) |
| インピーダンスとの関係 | Z² = R² + X² の R 成分 | Z² = R² + X² の X 成分 |
| 直流での扱い | 直流でも抵抗として働く | コイル:短絡的/コンデンサ:開放的になる |
電流の流れを妨げ、電気エネルギーを熱として消費する素子の性質。単位はΩ(オーム)で、オームの法則 V=IR に従います。交流でも直流でも同じように働き、電圧と電流の位相はずれません(同相)。電熱線や電線の導体抵抗が代表例です。
単位は Ω。電力(ジュール熱)を消費する
電圧と電流は同相(位相差なし)
周波数に依存しない
直流でも交流でも同じく抵抗として働く
コイルやコンデンサが交流電流の流れを妨げる性質。単位はΩですが、電力を消費せず無効電力をやり取りします。誘導性リアクタンス XL=2πfL は周波数が高いほど大きく(電流が90°遅れ)、容量性リアクタンス XC=1/(2πfC) は周波数が高いほど小さく(電流が90°進み)なります。
誘導性 XL = 2πfL(コイル、電流が90°遅れる)
容量性 XC = 1/(2πfC)(コンデンサ、電流が90°進む)
電力を消費しない(無効電力)
周波数に依存する
「抵抗=電力を消費・同相、リアクタンス=消費しない・90°位相差」。XL=2πfL は周波数で増加、XC=1/(2πfC) は周波数で減少。抵抗とリアクタンスを直角合成したものがインピーダンス Z(Z²=R²+X²)。
Q1. 抵抗とリアクタンスの違いの説明として正しいものはどれか。
正解:2. 抵抗は電力を消費するが、リアクタンスは消費しない
抵抗は電気エネルギーを熱として消費する(有効電力)。リアクタンスは無効電力をやり取りするだけで消費しない。
Q2. コイルの誘導性リアクタンス XL を表す式として正しいものはどれか。
正解:1. XL = 2πfL
誘導性リアクタンス XL = 2πfL(f は周波数、L はインダクタンス)。周波数が高いほど大きくなる。容量性は XC=1/(2πfC)。
Q3. 抵抗6Ωと誘導性リアクタンス8Ωを直列接続したときのインピーダンスの大きさとして正しいものはどれか。
正解:2. 10Ω
Z = √(R² + X²) = √(6² + 8²) = √(36+64) = √100 = 10Ω。抵抗とリアクタンスは直角に合成する。