【電験三種・理論】リアクタンス(XL・XC)とは?｜周波数で変わる交流抵抗

💡 この記事でわかること

• リアクタンス(X)とは何か、抵抗(R)との違い
• 誘導性リアクタンス(XL)の式と周波数特性
• 容量性リアクタンス(XC)の式と周波数特性
• 周波数が変わると回路がどう変化するか（イメージで理解）
• 電験三種で出題されるポイントと計算例

📌 今回のゴール
① リアクタンス(XL・XC)の意味がイメージできる
② 周波数fが変わるとXL・XCがどう変化するか理解できる
③ 電験三種の計算問題が解けるようになる

💡 抵抗のイメージ
水道管の中に「砂利」を詰めると、水(電流)が流れにくくなりますよね。
これが抵抗(R)です。

📘 リアクタンスの2つの種類
① 誘導性リアクタンス(XL) … コイル(L)が持つ交流抵抗
② 容量性リアクタンス(XC) … コンデンサ(C)が持つ交流抵抗

💡 イメージ例
自転車のペダルを速く漕ぐ(高周波)と、タイヤの抵抗が大きく感じられますよね。
ゆっくり漕ぐ(低周波)と、抵抗は小さく感じます。
リアクタンスも、周波数によって「抵抗感」が変わるのです。

誘導性リアクタンス(XL)

X_L = ωL = 2πfL

📌 記号の意味

• X_L … 誘導性リアクタンス [Ω]
• ω(オメガ) … 角周波数 [rad/s]（ω = 2πf）
• f … 周波数 [Hz]
• L … インダクタンス(コイルの大きさ) [H]
• π(パイ) … 円周率（約3.14）

💡 イメージ例
コイルは「電流の変化を嫌う」性質があります。
周波数が高い(電流の変化が激しい)ほど、コイルは「変化を妨げようとする力」を強くします。
つまり、高周波ほど、コイルは電流を妨げる(XLが大きくなる)のです。

📝 問題

インダクタンス L = 0.1 H のコイルに、周波数 f = 50 Hz の交流を流したとき、誘導性リアクタンス XL はいくらか？

✅ 解答

X_L = 2πfL
= 2 × 3.14 × 50 × 0.1
= 31.4 Ω

📌 まとめ
✅ 誘導性リアクタンス(XL)は、周波数(f)に比例して大きくなる
✅ 高周波ほど、コイルは電流を妨げる力が強い
✅ 公式は XL = 2πfL

容量性リアクタンス(XC)

X_C = 1 / (ωC) = 1 / (2πfC)

📌 記号の意味

• X_C … 容量性リアクタンス [Ω]
• ω(オメガ) … 角周波数 [rad/s]（ω = 2πf）
• f … 周波数 [Hz]
• C … 静電容量(コンデンサの大きさ) [F]
• π(パイ) … 円周率（約3.14）

💡 イメージ例
コンデンサは「電荷を溜める」部品ですが、交流では「充電と放電を繰り返す」動作をします。
周波数が高い(切り替わりが速い)ほど、コンデンサは「充放電が追いつかず、電流が流れやすくなる」のです。
つまり、高周波ほど、コンデンサは電流を妨げない(XCが小さくなる)のです。

📝 問題

静電容量 C = 100 μF のコンデンサに、周波数 f = 50 Hz の交流を流したとき、容量性リアクタンス XC はいくらか？

✅ 解答

X_C = 1 / (2πfC)
= 1 / (2 × 3.14 × 50 × 100 × 10^-6)
= 31.8 Ω

📌 まとめ
✅ 容量性リアクタンス(XC)は、周波数(f)に反比例して小さくなる
✅ 高周波ほど、コンデンサは電流を通しやすい
✅ 公式は XC = 1 / (2πfC)

💡 覚え方のコツ
✅ コイル(L)は「高周波が苦手」→ 高周波ほど XL が大きくなる
✅ コンデンサ(C)は「高周波が得意」→ 高周波ほど XC が小さくなる
✅ 直流のとき、コイルは「ただの導線」、コンデンサは「絶縁体」

📌 今日学んだこと

• リアクタンス(X)は、交流回路だけに現れる「見えない抵抗」
• 誘導性リアクタンス(XL)は、コイルが持つ交流抵抗
• XL = 2πfL で、周波数(f)が上がるとXLも上がる
• 容量性リアクタンス(XC)は、コンデンサが持つ交流抵抗
• XC = 1/(2πfC) で、周波数(f)が上がるとXCは下がる
• 直流(f=0)のとき、コイルは短絡、コンデンサは開放

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