使い方
- 周波数に電源の周波数を入力します。たとえば、50 Hzなら50と入力します。
- 部品の値を、抵抗 R(Ω)、インダクタンス L(H)、静電容量 C(F)の欄に入力します。その部品がない場合は、欄を空欄にします。
- その周波数での誘導リアクタンス XLと容量リアクタンス XCを読み取ります。続けて、直列インピーダンス |Z|と並列インピーダンス |Z|を、位相角とともに読み取ります。
- 計算の過程を開いて、各数値を手で確認します。
計算式
コイルとコンデンサは、周波数に応じて交流電流に対する抵抗を示します。オームで表したその抵抗をリアクタンスといいます。XLはインダクタのリアクタンス、XCはコンデンサのリアクタンスです。直列回路ではリアクタンスを抵抗とベクトルとして足し合わせます。並列回路では、各枝のアドミタンス(1 ÷ Z)を足し合わせます。
XL = 2πfL
XC = 1 ÷ (2πfC)
直列: Z = R + jX, X = XL − XC
|Z| = √(R² + X²), θ = arctan(X ÷ R)
並列: Y = 1/R + j(2πfC − 1 ÷ (2πfL))
|Z| = 1 ÷ |Y|, θ = −arg(Y)
f 周波数(Hz) L インダクタンス(H) C 静電容量(F) R 抵抗(Ω)
- 位相角が正であれば、電圧が電流より進みます。これは誘導性の回路で起こります。負であれば、コンデンサの影響が大きいことを示します。
- 直列と並列は、同じ部品から作る2つの回路です。同じR、L、Cでも、直列と並列ではインピーダンスが異なります。
このツールが扱わないこと
- 直列と並列が混ざった回路、または1つの枝に抵抗器、インダクタ、コンデンサが複数ある回路。等価な値を入力するか、枝ごとにインピーダンスの規則を当てはめてください。
- 実際の部品の損失。コイルの導線の抵抗や、コンデンサの等価直列抵抗は、入力した場合だけRに含まれます。
- 実際の部品の周波数による影響。たとえば、インダクタのコアの損失や、コンデンサの許容誤差です。
計算例:50 Hz、Rが10 Ω、Lが100 mH、Cが100 µF
誘導リアクタンスは XL = 2π × 50 × 0.1 = 31.42 Ωです。容量リアクタンスは XC = 1 ÷ (2π × 50 × 0.0001) = 31.83 Ωです。
直列では、正味のリアクタンスが X = 31.42 − 31.83 = −0.415 Ωなので、|Z| = √(10² + 0.415²) = 10.01 Ω、位相角は−2.38°です。コンデンサの影響がコイルよりわずかに大きいため、回路はやや容量性になります。
並列では、抵抗の枝のアドミタンスが1/10 = 0.1 Sで、2つのリアクタンス枝の正味のサセプタンスはわずか−0.415 mSです。そのため、|Z| = 10 Ω、位相角は+0.24°となり、抵抗だけの場合にとても近くなります。
よくある質問
リアクタンスの単位は何ですか?
リアクタンスの単位は、抵抗と同じオームです。インピーダンスのうち、コンデンサやインダクタがエネルギーを蓄えて返す部分です。抵抗のように熱に変えてしまうことはありません。
周波数が高くなると、容量リアクタンスが下がるのはなぜですか?
周波数が高いと、1周期の間に充電する時間が短くなるため、コンデンサはより多くの電流を通します。XC = 1 ÷ (2πfC) は、fが大きくなるほど小さくなります。誘導リアクタンスは逆に、XL = 2πfL によって周波数とともに大きくなります。
直列の位相角が負になるのはなぜですか?
負の角度は、容量リアクタンスが誘導リアクタンスより大きく、電流が電圧より進んでいることを示します。符号は X = XL − XC の符号に従います。
欄に4k7や100µと入力できますか?
はい。欄によって、4k7は4.7 kΩ、100µは100 µF として読み取ります。数字の後ろに付けた単位(100µFや50Hzなど)は無視されます。
並列インピーダンスが直列と違うのはなぜですか?
並列では枝の電流が足し合わされるため、インピーダンスは枝のアドミタンスの和の逆数になります。同じ部品でも電流の通り道が違うため、インピーダンスは異なります。
並列の抵抗が0オームだとどうなりますか?
並列の抵抗が0オームだと回路が短絡するため、並列インピーダンスは0になり、その結果は表示されません。抵抗がない場合は、抵抗の欄を空欄にしてください。
出典
- Wikipedia(英語): Electrical reactance (XL = 2πfL and XC = 1/(2πfC))
- Wikipedia(英語): Electrical impedance (Z = R + jX, magnitude and phase, series and parallel)
- Wikipedia(英語): RLC circuit (series and parallel RLC)
数値と文章の最終確認日:2026年11月10日火曜日。