インピーダンス・抵抗値を直接測定できるか

質問

交流回路において、直接にインピーダンスを測定することはできるのでしょうか?
実際には、交流電圧か交流電流を測定して、その測定した交流電圧か交流電流に基づいて間接的にインピーダンスを演算しているのではないでしょうか?

(同じことは、直流回路についても疑問があります。つまり、直流回路において、直接に抵抗値を測定することはできるのかどうか、実際には、直流電圧か直流電流を測定して、その測定した直流電圧か直流電流に基づいて間接的にインピーダンスを演算しているのではないでしょうか?)

回答No.6

mdmp2 · ベストアンサー

NO.3 です。
貴補足についてはそのとおりだと思います。
抵抗（またはインピーダンス）は「供試体に印加した電圧とそれにより流れる電流の比」と定義されていますので、電圧と電流を知らなければ抵抗値は計算できません。抵抗計（テスターの抵抗レンジ）はその計算または換算を自動的にやってくれて、結果だけを測定者に示すものですが、それは貴殿にとっては「間接測定｝ですか？
電気のことについてはあまり詳しくないとのことを信じて、ご参考に、抵抗計（アナログタイプ）で抵抗値を測定するときの構成はつぎのようになっています。
{電池のプラス極　→　固定抵抗　→　電流計　}→　テスター棒（黒）→　供試体の一方の端子　→　供試体の他方の端子　→　テスター棒（赤）→　｛電池のマイナス極｝　｛　｝で囲まれている部分は抵抗計の内部にあるものです。
電流計の目盛版には電流値を抵抗値に換算した値が刻まれています。

回答No.7

noname_deadbeef

電圧測定でも電圧と電圧を比較するという方法があります。実はA/Dコンバーターって基本的にこれです。このとき比較対象となる基準電圧は半導体をゴニョゴニョして作り出しますが、別にボルタ電池でもいいし

＞理論的には、事前に電圧と電流とに基づいて算出した「基準抵抗値」が必要

うーん、抵抗率のわかっている材料を精度よく切り出せば基準抵抗にできそうですけどね。歴史のifを言えば「水銀の抵抗率を10^-6Ωmと定義」してそこから電圧と電流を定義するなんて世界観もあり得たのですから。

参考URL：

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%BC%E3%83%A1%E3%83%B3%E3%82%B9%E6%B0%B4%E9%8A%80%E5%8D%98%E4%BD%8D

お礼

ありがとうございました。
確かに、世界観というか、抵抗の定義、電圧の定義、電流の定義の問題ですね。
可視光なんてのも、人間が見える範囲の光ということで、自然科学といっても、人間または人間の所為が根底にあるのかな、と思います。

回答No.5

hitujiotome2000

現役のころ電気関係の仕事でしたが、やはりメガーや接触抵抗計などの測定でした。（電圧をかけ電流から計算云々・・・・。）
　ずーと昔の工業高校の頃、比較バランス測定方法を習ったと記憶しています。
　あいまいですが、参考となれば幸いです。

１．それはブリッジ測定器です、直流抵抗の場合は「ホイートストンブリッジ」
　　で、ブリッジの２か所は固定で、１か所を測定抵抗を測定し、残る一か所
　　を調整し、ブリッジ間の電流をゼロとし、ブリッジ抵抗比と調整値の値から
　　測定（計算）するものです。
　　（電流は流れますが、バランスした抵抗比からの算出のため！！）

２．交流の場合、同様にバランスさせますが、実数部で抵抗を虚数部でLかCを
　　求めます。（LやCの範囲や損失や測定範囲云々等で各種多数ありました。
　　一般に人の名前がついていたと記憶します、シェーリングやウィーン等）

３．内容は色々記載は可能ですが、ハイパーリンクが実施不得意ですので、
　　次で検索・確認願えれば幸いです。
　・　ホイートストンブリッジ
　・　シェーリングブリッジ、ウィーンブリッジ、マクスウェルブリッジ
　・　交流ブリッジ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・・等々
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　以上

補足

ありがとうございました。
「電流は流れますが、バランスした抵抗比からの算出のため」
つまり、予め決められた「基準抵抗値」とのバランス・比較から、対象の回路の抵抗値を求めるということでしょうか。
確かに、それならば「直接の測定」にはなりますが、理論的には、事前に電圧と電流とに基づいて算出した「基準抵抗値」が必要になりますので、その基準抵抗値との関係では結局、電圧と電流とに基づいて算出という動作が必要になるのだろう、その限りでは間接的な測定ということかなと思いました。
ありがとうございました。

回答No.4

sirasak

交流回路においては周波数毎の抵抗分であるインピーダンスが変化しますので、
測定用交流を流して周波数毎に流れにくさを電圧や電流で間接的に測定する必要があります。
高周波ではコンデンサーやコイル成分も影響して大きく変化するはずで、
複雑なので回路素子を眺めても分からないと思います。

直流回路の場合では、
インピーダンスでなくて抵抗のレジスタンスは周波数が無関係で一定であって、
抵抗素材の幅と長さを見れば分かると思いますが、
普通の抵抗器は素地が見えないので困難と思います。
どれくらいの電流が流れるかで間接的に演算するしかないと思います。
参考意見まで。

補足

ありがとうございました。
「どれくらいの電流が流れるかで間接的に演算するしかないと思います。」
回答者の方々のご回答からは、これが結論かなあ・・・という気持ちでいます。

回答No.3

mdmp2

ご質問のようなテーマについて議論するのは好きなのでつい参加したくなります。
貴殿の「直接測定」の定義にかなう測定方法の例を一つ教えてください。
私は、テスターを抵抗レンジにして供試抵抗体にテスター棒を当て、表示された値を読むことを抵抗の直接測定だと考えています。
貴殿は、たぶんテスターで「抵抗を測るときはテスター内臓の電池からテスター内臓の電流計を経由して抵抗体に電流を流し、その電流の大きさを抵抗値に換算（電流計のメモリが電流値ではなく抵抗値に換算されている）して読み取っているので抵抗の直接測定ではない」と考えていると思います。その趣旨は理解できますが、いろいろな測定を思い浮かべた時、貴殿の考える「直接測定」に該当する測定方法が見当たりません。

普通のテスターでは0.1Ω以下の抵抗の値を測定することはできませんので、その場合はその抵抗に既知の値の電流を流し、抵抗の両端の電圧を測り、電圧/電流 として抵抗値を求めます。この場合は、間接的な測定と考えています。

補足

ありがとうございました。
私は素人なので専門的なことは分かりません。
ただ他の方がヒントとして「電気抵抗は、電圧を加えたときの電流の流れにくさで定義されています」と書かれておられ、この定義からは、「電気抵抗は、電圧と電流とから定められるから、電圧と電流が『理論値としても』分からないままでの電気抵抗の算出又は測定は、理論上、不可能」というのが論理的結論かなと思いますが、いかがでしょうか?

回答No.2

QCD2001

「直接」とはどのような状況を指すのでしょうか？

電圧を測定する際には、抵抗に電流を流して抵抗と電流とから算出しています。

電流を測定する際には、磁石の中にばねで抑えたコイルを置いて、コイルに電流を流したときに発生する磁力により磁石と反発し、ばねで抑えられることを利用して、磁石の磁力と、コイルの移動量とばねの強さとから算出しています。

「直接測定する」とはどのような状況を指すのでしょうか？

電気抵抗は、電圧を加えたときの電流の流れにくさで定義されていますから、これを測定するためには定義に従って電圧を加えて流れる電流を測定しなければなりません。

「直接測定する」という言葉には意味がありません。

補足

ありがとうございました!
「電気抵抗は、電圧を加えたときの電流の流れにくさで定義されていますから、これを測定するためには定義に従って電圧を加えて流れる電流を測定しなければなりません」というご回答ありがとうございました。
「電圧を加えたときの電流の流れにくさ」という電気抵抗を求めるためには、理論上、電圧と電流を測定した上でなければ、電気抵抗を求めることはできない。
すなわち、理論上、「電圧と電流を測定しないで、電気抵抗を求めることはできない」と考えてよいでしょうか?

回答No.1

TIGANS

何をもって直接というのでしょう？
通常の測定では、電圧と電流から算出していますね。

補足

ありがとうございました!
「通常の測定では、電圧と電流から算出していますね」ということですが、
「電圧と電流から算出しないで、直接、インピーダンスを測定すること」は可能なのでしょうか?