抵抗 R、インダクタンス L、および静電容量 C に関する詳細情報

前回の文章では、抵抗 R、インダクタンス L、および静電容量 C の関係について説明しましたが、ここではそれらについてさらに詳しく説明します。

なぜ交流回路においてインダクタやコンデンサが誘導性リアクタンスや容量性リアクタンスを発生させるのかというと、その本質は電圧と電流の変化にあり、その結果としてエネルギーが変化します。

インダクタの場合、電流が変化すると、その磁界も変化します（エネルギーが変化します）。電磁誘導では、誘導磁場が常に元の磁場の変化を妨げることは誰もが知っています。そのため、周波数が増加すると、この妨害の影響がより顕著になり、インダクタンスが増加します。

コンデンサの電圧が変化すると、それに応じて電極板の電荷量も変化します。明らかに、電圧の変化が速いほど、電極板上の電荷量の移動はより速く、より多くなります。電荷量の動きは実際には電流です。簡単に言えば、電圧の変化が速いほど、コンデンサに流れる電流は大きくなります。これは、コンデンサ自体が電流を阻止する効果が小さくなることを意味し、容量性リアクタンスが減少することを意味します。

要約すると、インダクタのインダクタンスは周波数に正比例するのに対し、コンデンサの静電容量は周波数に反比例します。

インダクタとコンデンサの電力と抵抗の違いは何ですか?

抵抗器は DC 回路と AC 回路の両方でエネルギーを消費し、電圧と電流の変化は常に同期します。たとえば、次の図は、AC 回路の抵抗の電圧、電流、電力曲線を示しています。グラフから、抵抗器の電力は常にゼロ以上であり、ゼロ未満になることはないことがわかります。これは、抵抗器が電気エネルギーを吸収していることを意味します。

AC 回路では、抵抗器によって消費される電力は、大文字 P で示される平均電力または有効電力と呼ばれます。いわゆる有効電力は、コンポーネントのエネルギー消費特性のみを表します。ある部品にエネルギー消費がある場合、その消費エネルギーの大きさ（速さ）を表すために、その消費エネルギーは有効電力Pで表されます。

また、コンデンサとインダクタはエネルギーを消費せず、エネルギーを蓄積および放出するだけです。その中で、インダクタは励起磁界の形で電気エネルギーを吸収し、電気エネルギーを吸収して磁界エネルギーに変換し、磁界エネルギーを電気エネルギーに放出することを連続的に繰り返します。同様に、コンデンサは電気エネルギーを吸収して電界エネルギーに変換し、電界エネルギーを放出して電気エネルギーに変換します。

インダクタンスとキャパシタンス、つまり電気エネルギーの吸収と放出のプロセスはエネルギーを消費せず、明らかに有効電力で表すことができません。これに基づいて、物理学者は、文字 Q と Q で表される無効電力という新しい名前を定義しました。