特性インピーダンス

特性インピーダンスとは、伝送線路の電圧と電流の比を表す物理量。また、波動インピーダンスのことも(電磁波の)特性インピーダンスという場合がある。本ページでは、伝送線路の特性インピーダンスについて扱う。

概要[編集]

特性インピーダンスは記号 $Z_{C}$ などで表すことが多く、単位はΩなどであり、インピーダンスと同じ次元を持つ。伝送線路を分布定数線路として考えることによって、特性インピーダンスを考える。具体的には以下のような物理量などを用いる。

以上を用いて、特性インピーダンスは

Z_{C}={\sqrt {\frac {R+j\omega L}{G+j\omega C}}}

である。

特性インピーダンスは

Z_{C}={\sqrt {\frac {R+j\omega L}{G+j\omega C}}}

と求まったが、さらに近似をする場合が多い。

(角)周波数が十分に高く $R\ll \omega L,G\ll \omega C$ となるときは

Z_{C}={\sqrt {\frac {L}{C}}}\left(1+j{\frac {1}{2\omega }}\left({\frac {G}{C}}-{\frac {R}{L}}\right)\right)

のように近似できる。

さらに、無損失回路や無損失とみなす場合つまり $R=0,G=0$ となるときは

Z_{C}={\sqrt {\frac {L}{C}}}

となって、角周波数に依らない一定値になる。

規格化インピーダンスの基準量として特性インピーダンスを使うことが多い。

特性インピーダンスの逆数を特性アドミタンスといい、その単位はSなどであり、アドミタンスと同じ次元を持つ。