「インダクタンス」と「インピーダンス」は名前が似ていて混同されがちですが、意味も単位も異なります。リアクトルやトランスを正しく選ぶには、この2つの違いを押さえることが第一歩です。本記事では、カスタムリアクトルの設計・評価を手がける北川電機(KEC)が、インダクタンスとインピーダンスの定義・計算・違いをわかりやすく整理します。

インダクタンスとは ── コイルの“電流の変化を妨げる能力”

インダクタンス(L)とは、コイルが「電流の変化を妨げ、エネルギーを磁界として蓄える」能力の大きさで、単位はヘンリー[H]です。コイルに流れる電流が変化すると、それを打ち消す向きに電圧(逆起電力)が生じます。その関係が次の式です。

  • V = L × (di/dt)(電流の変化率が大きいほど、発生する電圧も大きい)
  • コイルが蓄えるエネルギーは E = (1/2) L I²

Lはコアの透磁率・巻数の2乗・断面積に比例し、磁路長に反比例します。つまり部品の構造で決まる固有の値であり、周波数には依存しません。

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インピーダンスとは ── 交流での“電流の流れにくさ”

インピーダンス(Z)とは、交流回路における電流の流れにくさを総合的に表した量で、単位はオーム[Ω]です。直流での抵抗Rに相当する概念を、交流に拡張したものと考えるとわかりやすいです。

インピーダンスは、電力を消費する抵抗Rと、電流と電圧の位相をずらすリアクタンスXの合成で表されます。

  • Z = √(R² + X²)(大きさ)
  • コイルのリアクタンス XL = 2πfL(周波数fに比例して増える)
  • コンデンサのリアクタンス XC = 1 / (2πfC)(周波数fに反比例して減る)

ここで重要なのは、XLが周波数に比例する点です。だからリアクトルは、商用周波では小さな抵抗でも、高周波・高調波成分には大きなインピーダンスとして立ちはだかり、その電流を強く抑えます。ノイズ対策や高調波抑制にコイルが使われる理由はここにあります。

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インダクタンスとインピーダンスの違い(早見表)

項目

インダクタンス L

インピーダンス Z

意味

電流変化を妨げ磁界に蓄える能力

交流での電流の流れにくさ(総合値)

単位

ヘンリー [H]

オーム [Ω]

周波数依存

しない(部品固有の値)

する(XL=2πfLを含む)

決まり方

コア・巻数・形状で決まる

L・C・R と周波数の組み合わせで決まる

使いどころ

部品の仕様値

回路としての電流・共振の計算

リアクトル・トランスとの関係

リアクトルは「狙ったインダクタンスLを、狙った電流範囲で安定して出す」部品です。一方トランスでは、一次・二次が完全には結合せず、結合しきれない分が漏れインダクタンスとして現れます。漏れインダクタンスは短絡インピーダンス(%インピーダンス)を決め、突入電流の抑制やDABコンバータでの電力伝送に積極利用されることもあります。Lという同じ物理量が、部品では仕様、回路ではインピーダンスとして働く——この視点で見ると全体像がつながります。

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北川電機のインダクタ・リアクトル設計

必要なのは「カタログのL値」ではなく、実使用の電流・周波数・温度でその値が保たれることです。北川電機では、直流重畳や温度上昇によるインダクタンス変化、高周波でのインピーダンス特性までを自社で測定し、用途に合わせたコイル・リアクトルを設計・製造しています。狙いのインピーダンスを実機で作り込めることが、メーカーの強みです。

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まとめ

  • インダクタンスLは部品固有の「電流変化を妨げる能力」、単位は[H]で周波数に依存しない。
  • インピーダンスZは交流での電流の流れにくさの総合値、単位は[Ω]で周波数に依存する。
  • XL=2πfLゆえ、リアクトルは高周波・高調波ほど強く電流を抑える。
  • 「部品の仕様=L/回路の振る舞い=Z」と整理すると、リアクトルやトランスの選定を正しく行える。