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基礎理論

抵抗とリアクタンスの違い

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。

比較表で見る違い

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

それぞれの詳しい解説

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

Bリアクタンス(X)

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

試験対策のポイント

「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)。

理解度チェック(3問)

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。

  1. 1どちらも電力を消費する
  2. 2抵抗は電力を消費するが、リアクタンスは消費しない
  3. 3リアクタンスは電力を消費するが、抵抗は消費しない
  4. 4どちらも電力を消費しない
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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。

  1. 1XL = 2πfL
  2. 2XL = 1/(2πfL)
  3. 3XL = 2πfC
  4. 4XL = 1/(2πfC)
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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。

  1. 1
  2. 210Ω
  3. 314Ω
  4. 448Ω
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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。

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