インピーダンスの周波数依存性の理由について

質問

コンデンサーに掛ける交流電場の周波数を低くしていくとインピーダンスが大きくなり、一方コイルだと周波数に対して線形に比例して大きくなるのは何故ですか？

言い方を変えると、Z=1/(jωC), Z=jωLという式はどうやって導出されたのですか？またコンデンサーの場合は周波数が高くなると具体的にどうなるからインピーダンス(抵抗)として低く見えるというような、周波数依存性の定性的な解釈を教えてもらえないでしょうか。

回答No.3

tetsumyi · ベストアンサー

コンデンサーは電気を入れる量を決める物です。
コイルは電気の流れの変化を止めようとする物です。
それでコンデンサーは周波数が高いと電気を溜めて流してを繰り返す回数が増えることになるので流れる量が増える、つまりインピーダンスが小さくなる。
コイルは電流の変化を防ごうとする働きがあります。
それで周波数が高いと、電流の変化が抑えられるので少ない電流しか流れない、つまりインピーダンスは高くなる。
これを数式で表し、実験でＣやＬを決めてこの数式が作られただけです。

お礼

分かりやすかったです。
有難うございます。

回答No.2

BASKETMM

単純な考え方を書いてみます。
コンデンサーとは二枚の平面板（ａとｂ)をある距離を置いて、向かい合わせ、間の空間を絶縁体としたものとします。
間に絶縁体がありますから、電圧を掛けても、電気は通過できません。
しかし、最初の瞬間少量の電気は流れて、板ａには　プラス、板ｂにはマイナスの電気が溜まります。ある量が溜まったらそれ以上には電気は溜められなくなります。【溜まる量は、電圧に比例】します。直流なら、説明はこれで終わりです。

交流の場合、電圧の向きが変わります。向きが変わるの、今まで溜められていた電気は逆に流れ出し、板ｂにプラス、板ａにマイナスの電気が溜まります。溜めるための電気は、あちらに流れたり、こちらに流れたりです。何回流れるかは、【電圧の周波数に比例】します。実際に電気が流れるのは、二枚の板ａとｂまでですが、外から見れば、交流が通過した様に見えるでしょう。そしてその仮想通貨電気量は周波数に比例するでしょう。

電気が流れると書きました。電荷と書いても、電子と書いてもよいのですが。

質問者 D-aquan さんは多分どこかの生徒さんでしょう。知識水準を書かれれば、それに見合った回答が得られると思いますよ。

回答No.1

nanashisan_

Cは電流を積分したものが電圧になります。
Lは電流を微分したものが電圧になります。