インダクタンスとインピーダンスの違いとは？リアクタンス・抵抗との関係と式

インダクタンスとは、コイルに流れる電流が変化したときに、その変化を妨げる起電力がどれだけ生じるかを表す値で、単位はヘンリー［H］です。インピーダンスとは、交流回路での電流の流れにくさを表す値で、単位はオーム［Ω］です。

ひとことで言えば、L は部品（コイル）が持つ性質、Z は交流回路での流れにくさです。L に周波数 f が掛かると、誘導性リアクタンス X_L＝2πfL［Ω］というインピーダンスの一部になります。

同じコイルでも、周波数が変わると Z は変わるため、この記事では、違いと抵抗・リアクタンスとの関係（R・X・Z・L）を、計算例と図で確かめます。

図1：インダクタンスとインピーダンスの違い（結論）

名前は似ていますが、表すものも単位も違います。

インダクタンス

インピーダンス

表すもの

電流の変化で起電力が生じる度合い（コイルの性質）

交流回路での電流の流れにくさ（電圧と電流の比）

記号・単位

L［H］（ヘンリー）

Z［Ω］（オーム）

周波数で変わるか

理想化した説明では変わらない

変わる（コイル分は X_L＝2πfL）

直流では

電流が一定なら起電力は0。入り切りの瞬間に効く

理想インダクタの X_L は0Ω。実際のコイルは巻線抵抗が残る

※理想インダクタは、巻線の抵抗やコアの損失がない、インダクタンスだけを持つ考え方の上の部品です。

動画でも解説しています。

インダクタンスとは

インダクタンスとは、コイルに流れる電流1Aあたりに、どれだけの磁束がコイルと鎖交するかを表す値で、直感的には「導体に電気を流したときの磁場の起こりやすさ」と言い換えられます。

ループ状の電線（コイル）に電流を流すとまわりに磁場が生じ、電流の値が変化すると磁場も変化して、電磁誘導によってコイル自身に起電力が生じます。この現象を自己誘導と呼び、生じる起電力の向きは、電流の変化を妨げる向きです（レンツの法則）。

図2：自己誘導が起きる流れ

電流が変わったときだけ、コイルは変化に逆らう起電力を出します。

01電流が変わるスイッチの入り切りや交流で、コイルの電流 I が増えたり減ったりする

02磁束が変わる電流に比例してコイルを貫く磁束 Φ も変わる

03起電力が生じる電磁誘導で、コイル自身に V＝L·dI/dt の起電力が生じる

04変化を妨げる起電力は電流の変化を打ち消す向き。電流は急には変われない

※電流が一定（直流で安定した状態）なら dI/dt＝0 なので、自己誘導の起電力は生じません。

起電力の大きさは、電流の大きさそのものではなく、電流の変化の速さで決まります。起電力を V とすると、次の式で表されます。

この式の係数 L がインダクタンスで、たとえば L＝10mH のコイルで、電流が1msの間に2A変化すると、V＝0.01×2÷0.001＝20V の起電力が生じます。

コイルを含む回路でスイッチを切った瞬間に接点に火花が飛ぶのは、この起電力のためで、電流が短い時間で0になるほど dI/dt が大きくなり、高い電圧が生じます。

インダクタンスは、コイルの巻数 N と、1巻きを貫く磁束 Φ を使って次のようにも書け、冒頭の「電流1Aあたりの鎖交磁束」はこの式のことです。

名称は「誘導する」という意味の induct から来ています。単位は、自己誘導を発見したとされるアメリカの科学者ジョセフ・ヘンリーの名前から、ヘンリー［H］で表されます。

SI では 1H＝1Wb/A＝1V·s/A と定められています。電流が毎秒1Aの割合で変化したときに1Vの起電力が生じるコイルが、1Hのインダクタンスを持ちます。

1Hは実用上かなり大きな値です。電子回路の小さなインダクタは μH（10⁻⁶H）、電源やインバータまわりのリアクトルは mH（10⁻³H）の単位で表すことがよくあります。

インダクタンスは変圧器を理解するうえで重要な値で、変圧器は、1次側と2次側の2つのコイルの間で磁束を共有し、相互誘導で電圧を変えています。

プラントや工場では、インバータの電源側にリアクトル（大きなインダクタンスを持つコイル）を付けることがあります。三菱電機のインバータでは、高調波電流の流出を抑え、力率を改善する目的で AC リアクトル・DC リアクトルが用意されています。

自己インダクタンスと、2つのコイルの間の相互インダクタンスの違いは、自己インダクタンスと相互インダクタンスの違いで詳しく解説しています。

インダクタンスを大きくするもの

長いコイルの中を磁束が漏れずに通ると考えると、インダクタンスは次の式で近似できます。巻数が2乗で効くのがポイントです。

図3：インダクタンスを大きくする4つの要素

巻数・断面積・透磁率を大きく、長さを短くするほど L は大きくなります。

巻数 N2乗で効く巻数を2倍にすると L は4倍

断面積 A比例太いコイルほど磁束を多く通す

透磁率 μ比例鉄心を入れると空芯より大きくなる

長さ l反比例同じ巻数なら短く詰めるほど大きい

※例：空芯（μ≒μ₀≒1.257×10⁻⁶H/m）で N＝100、A＝1cm²、l＝10cm なら L≒1.26×10⁻⁵H＝約12.6μH。実際の部品の透磁率は、コア材・温度・電流・周波数で変わります。

透磁率は「磁束の通しやすさ」を表す材料の値です。磁束と磁界の強さの関係（B＝μH）は磁力線と磁束の違いで、透磁率と誘電率の比べ方は誘電率と透磁率の違いで解説しています。

インピーダンスとは

インピーダンスとは、交流回路で電気抵抗のような働きをする値です。電圧と電流の比で表され、インピーダンス Z は次の式で表されます。

V は電圧、I は電流なので、直流の電気抵抗の式（R＝V/I）と同じ形であり、単位も抵抗と同じオーム［Ω］で、SI では 1Ω＝1V/A です。

数値が大きいほど電流が流れにくく、小さいほど流れやすくなり、英語の impedance は、動詞 impede（妨げる）から来た言葉です。

インピーダンスは回路の種類によって異なる式を持ちます。たとえば巻線の抵抗を無視した理想インダクタ単体のインピーダンスは、インダクタンス L を使って次の式で表されます。

大きさだけを見ると |Z|＝ωL＝2πfL です。この ωL を誘導性リアクタンス X_L と呼び、周波数が高いほどコイルは電流を通しにくくなります。

j が付いているのは、電圧と電流の位相がずれることを表すためで、理想インダクタでは、電流が電圧より90°遅れます。抵抗とコイルを組み合わせた回路では、遅れは0〜90°の間になります。

位相が遅れる理由は、遅れ電流と進み電流の違いで波形の図を使って説明しています。

インピーダンスを合わせる場面

インピーダンスは形のあるものではなく概念的な値ですが、音響機器や通信機器の接続でよく使われるものの、「合わせる」の意味は場面で違います。

• 音響機器：スピーカーのインピーダンス（4Ω・8Ωなど）を、アンプが対応する範囲に収める。デノンのレシーバー（DRA-900H）の取扱説明書では、4〜16Ωのスピーカーを使うよう指定している
• 高周波（無線・計測）：送り側・ケーブル・受け側を 50Ω や 75Ω にそろえる（インピーダンス整合）。合っていないと信号が反射し、伝わる電力が減る
• 電源・インバータ：リアクトルのインピーダンスで、電流の急な変化や高調波を抑える

電子機器のノイズ対策でも、コイルやフェライトのインピーダンスが周波数で上がる性質を使います。詳しくは電子機器のノイズ対策の基本をご覧ください。

インダクタンスとインピーダンスの違い

2つの違いは、インダクタンスは部品が持つ性質、インピーダンスはその部品を交流回路に入れたときの電流の流れにくさという点です。

同じ 10mH のコイルでも、何Hzの交流を流すかで誘導性リアクタンスは変わるため、X_L＝2πfL で計算すると次のとおりです。

図4：同じ10mHでも周波数で X_L が変わる

L＝10mH（0.01H）の理想インダクタの誘導性リアクタンス X_L＝2πfL です。

直流（0Hz）0Ω理想インダクタの X_L。実物は巻線抵抗が残る

50Hz約3.14Ω東日本の商用電源

60Hz約3.77Ω西日本の商用電源

1kHz約62.8Ω周波数が20倍で X_L も20倍

※計算：2π×50×0.01＝3.1416Ω、2π×60×0.01＝3.7699Ω、2π×1000×0.01＝62.83Ω。L（H）は同じでも、Ω の値は周波数で決まります。

単位でも違いを確かめられ、H は V·s/A、Ω は V/A なので、H に周波数［1/s］を掛けると Ω になります。X_L＝2πfL の両辺の単位がそろうのはこのためです。

直流では、電流が一定になれば理想インダクタは電流を妨げませんが、スイッチの入り切りで電流が変わる瞬間には、図2の自己誘導が効きます。

抵抗・リアクタンス・インピーダンスの関係（R・X・Z・L）

インピーダンスは、抵抗 R とリアクタンス X を合わせた量です。リアクタンスはコイルとコンデンサが持つ「交流の流れにくさ」で、単位はどちらも Ω です。

コイルは周波数が高いほど、コンデンサは周波数が低いほど電流を通しにくくなり、向きが逆なので、合成リアクタンスは差で表します。

インピーダンスの大きさと、電圧に対する電流の位相のずれ θ は次の式で求めます。R と X が直角に交わる三角形の関係です。

図5：R・X・Z・L の関係を1枚で

L に 2πf を掛けると X になり、R と X を直角に組み合わせた斜辺が Z です。

※X が正（コイルの性質が強い）なら電流は電圧より遅れ、負（コンデンサの性質が強い）なら進みます。cosθ＝R/|Z| が回路の力率です。

抵抗とインピーダンスの違い

理想的な抵抗は、電流を流すと電気エネルギーを熱に変えて消費し、周波数に関係なく値は変わらず、電圧と電流の位相もずれません。

リアクタンスは、エネルギーを磁界（コイル）や電界（コンデンサ）にいったん蓄え、電源に返します。理想的なコイル・コンデンサでは、1周期で平均すると電力を消費しません。

インピーダンスは、この2つを合わせた「交流全体の流れにくさ」で、直流の回路で抵抗だけを考える場面ではインピーダンスと抵抗は同じ値になります。

計算例：直列回路のインピーダンス

抵抗とコイル・コンデンサを直列につないだ回路で、R＝3Ω、合成リアクタンス X＝4Ω（コイル寄り）の場合を考え、電源は100Vの交流とします。

抵抗だけなら 100÷3≒33A 流れるところ、リアクタンスが加わって20Aに減り、電流は電圧より約53°遅れ、力率は0.6です。

力率が低いと、同じ有効電力を送るのに大きな電流が必要になります。詳しくは力率とは｜有効・無効・皮相電力の関係で解説しています。

図6：R・L・X・Z・G の早見表

似た名前の量を、単位と周波数との関係で並べます。

名前・単位

表すもの

周波数との関係

R

抵抗［Ω］

電流を熱に変えて妨げる

変わらない

L

インダクタンス［H］

電流の変化で起電力が生じる度合い

理想化した説明では変わらない

X

リアクタンス［Ω］

コイル・コンデンサによる交流の流れにくさ

X_L＝2πfL は比例、X_C＝1/(2πfC) は反比例

Z

インピーダンス［Ω］

R と X を合わせた交流全体の流れにくさ

X の分だけ変わる

G

コンダクタンス［S］

電流の流れやすさ（抵抗の逆数）

G＝1/R。Z の逆数はアドミタンス Y［S］

※S（ジーメンス）は 1S＝1A/V＝1/Ω。並列回路では、Z の代わりにアドミタンス Y＝1/Z で足し算すると計算しやすくなります。

インダクタンスとインピーダンスのよくある質問

インダクタとインダクタンスの違いは？

インダクタは部品の名前で、コイルとほぼ同じ意味であり、インダクタンスは、その部品が持つ性質の値（H）です。

「インダクタのインピーダンス」と言うときは、その部品に交流を流したときの流れにくさ（Ω）を指します。部品の資料には、周波数ごとのインピーダンスの変化がグラフで載っていることがよくあります。

直流ではコイルのインピーダンスはどうなる？

周波数が0なので、理想インダクタの X_L は0Ωです。ただし実際のコイルには巻線の抵抗（直流抵抗）があるため、直流でもその抵抗分だけ電流を妨げます。

電源を入れた直後や切った瞬間は電流が変化するので自己誘導の起電力が生じ、リレーのコイルにサージ吸収素子を付けるのは、この電圧を逃がすためです。

コンダクタンス・アドミタンスとは？

コンダクタンス G は抵抗の逆数（G＝1/R）で、電流の流れやすさを表し、単位はジーメンス［S］です。

アドミタンス Y はインピーダンスの逆数（Y＝1/Z）で、交流での流れやすさを表し、並列につないだ回路の計算で使います。

H（ヘンリー）を Ω に換算できる？

そのままでは換算できず、H と Ω は別の量で、周波数 f が決まって初めて X_L＝2πfL で Ω になります。

たとえば 10mH は、50Hz では約3.14Ω、1kHz では約62.8Ω で、部品を選ぶときは、使う周波数でのインピーダンスを確かめます。

まとめ

インダクタンスとインピーダンスの違いを並べて比較しましたが、電気の勉強の入り口として、単位を掛け合わせて確かめると忘れにくくなります。

リアクトルや変圧器は、プラントや工場の受変電・動力設備で欠かせない機器です。変圧器の需給については変圧器不足はなぜ起きた？、回路や制御盤を設計する仕事は電気・電子設計とはで紹介しています。

出典

出典・参考資料（8件）を開く出典・参考資料を閉じる

• SI 単位（Ω＝V/A、S＝A/V、Wb＝V·s、H＝Wb/A）：BIPM「The International System of Units（SI Brochure 9th ed.）」Table 4
• ヘンリーと自己誘導、1H の意味：National MagLab「Joseph Henry」
• Z＝R＋jX、インピーダンス三角形、X_L＝2πfL、X_C：Keysight「Comprehensive Impedance Formula Guide」
• インダクタンスの定義（L＝NΦ/I）、自己誘導の起電力、長いソレノイドの L＝μ₀N²A/l：OpenStax「University Physics Volume 2」14.2 Self-Inductance and Inductors
• L＝μ₀μ_rAN²/l、透磁率が材料・周波数・温度・電流で変わること：Monolithic Power Systems「パワーインダクタを理解する」ウェビナー資料（PDF、p.6〜8）
• AC リアクトル・DC リアクトル：三菱電機「インバータ FREQROL-F800 環境対応」
• RF の 50Ω・75Ω とインピーダンス整合：ローデ・シュワルツ「RFポートインピーダンス検証」
• スピーカーのインピーダンス（4〜16Ω）：デノン「DRA-900H 取扱説明書 スピーカーの接続」