ケーブルのインピーダンスって

質問

非常に初歩的な質問で恐縮です。
同軸ケーブルなどのインピーダンス５０Ωとか７５Ωとかって、何のことなんでしょうか？

回答No.4

joshua01

こんにちは。
いろいろな方が正論で回答されていますので、ちょっと別の視点で回答しましょう。
インピーダンスは、電波を通すための各種の部品（ケーブル、コネクタのほか、アンテナや増幅器）の相互間の相性を示す値と考えればよいのですが、さらに別の視点からみると、概ね「電気を通す２つの端子の間の電気の漏れ具合を示す値」と言って良いでしょう。特に、「入力インピーダンス５０Ωの増幅器」については、入力端子の抵抗をテスター（直流）で調べても５０Ωの値を示す場合もあり、この場合は、文字通り５０Ω分の電力が消費されます。一方、同軸ケーブルでは、漏れた分は損失になるわけではなく、「中心線と網組み線の間で漏れた電力は、その間の空間に一旦たまっては放出されて戻ってくる」ということが繰り返されると考えると良いでしょう。このときの同軸ケーブルのインピーダンスは、中心線の太さと網組部分（筒）の直径との比で決まり、太さ（正しくは網組み線の内径）が同じ５０Ωと７５Ωの同軸ケーブル同士なら、５０Ωのもののほうが中心線（中心導体）の太さが太く、いかにも多めに漏れそうに見えます。（ただし、ケーブルで熱になってしまう実際の損失は、５０Ωのもののほうが少ない）
　なお、インピーダンスは、このような「漏れ」の問題でありながら、先に述べたように、部品の相性を示しており、５０Ωのケーブルには、コネクタ、アンテナ、増幅器（アンプ）、分配器などが５０Ω用のものを使用する必要があり、どうしても違うケーブルをつなぎたい場合は、インピーダンス変換器（整合器）というものを入れます。もし、例えば５０Ωと７５Ωのケーブルを無理につなぐと、つないだ点１ヶ所当たり１０％くらい電力を失います。（ま、テレビくらいなら無理につないでしまっても支障ないことが多いですがね。）
お役に立てれば幸いです。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.3

ymmasayan

これまでの回答にちらほら誤りがあります。
もう一度、簡単にまとめて見ます。
同軸ケーブルの特性インピーダンスですが、オームといってもケーブルの抵抗とは何の関係もありません。
無限長の理想的な同軸ケーブルに直流をかけると、一時電流が流れ込みますが（充電電流）そのうち電流ゼロに落ち着きます。（抵抗無限大です）

今度は交流をかけてみます。理想的同軸ケーブルと言うのは絶縁抵抗無限大、ケーブルの抵抗ゼロと言うものです。（コンデンサ分とコイル分だけがある）
このとき、理屈は省略しますが、加えた電圧に比例した電流が流れ込みます。でも、電力が消費されるわけではありません。電力は末端に接続された機器で全量消費されます。
このとき、電圧／電流は当然インピーダンスですが、ケーブルや絶縁体の材質や構造・寸法によって、特性が変わるので特性インピーダンスといいます。一般には５０オームと７５オームの２種類が使われています。テレビ受信では７５オーム、無線では５０オームと言うのが一般的です。
送信端の機器の出力インピーダンス、同軸ケーブルの特性インピーダンス、受信端の機器の入力インピーダンスを合わせないと、反射が起こって色々不都合が発生します。高周波の測定では電力計やシンクロスコープをつなぐ際もインピーダンスマッチングに気をつける必要があります。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.2

poohhoop

これは正確には特性インピーダンスと呼び、高周波に対するケーブルの特性を示します。
ケーブルの形状・材質によって電線路のリアクタンスや線間の静電容量の違いがあり、特性インピーダンスが変わります。

特性インピーダンスの均一なケーブルは内部での信号波の反射が起きません。

それに対して途中で特性インピーダンスが変わるとそこで
信号波の反射が起き、目的点まで十分に到達しません。また反射した波が反射を繰返すことで、時間が遅れた波が重畳するなどして波形が崩れてきます。

それを防ぐために信号の伝達経路で特性インピーダンスを合わせる工夫が必要です。それをインピーダンスの整合と呼びます。（インピーダンスマッチングとも言う）

具体的には
・特性インピーダンスの違うケーブルをつながない。
・負荷側・終端で特性インピーダンスと同容量の終端抵抗を接続する。
・電源側（信号発信側）のインピーダンスを特性インピーダンスにあわせる。
ということをします。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.1

Hiyuki

うむぅ、専門家ではないので、非常に曖昧な答えになると思いますが、ご勘弁を。
Ωで示されているので、何となくおわかりだと思うんですが、ようは抵抗です。この場合はケーブルの抵抗値ですね。なぜわざわざこのように抵抗値を定めているかというと、これが機器とそろっていないと、先端(オーディオだったらスピーカーとかですかね)で信号が反射してしまい、元の信号と干渉して、信号が乱れるのです。

詳しくは参考URLにありました。

参考URL：

http://www.hh.iij4u.or.jp/~tamra/column/speed.html

お礼

ご回答ありがとうございました。