電気インピーダンスとは何ですか？

多くの場合、単にインピーダンスと呼ばれる電気インピーダンスは、電気が交流（AC）回路をどれだけ簡単に流れるかを示すために使用される測定値です。 回路が電流に対して提示する反対の総量を表します。 直流（DC）回路では、同じ特性を表すために抵抗が使用されますが、ACシステムでは、追加の要因が作用します。 電気インピーダンスは、交流回路の周期的な性質のため、抵抗とリアクタンスの両方の関数です。

一般に、回路の抵抗は、電流を運ぶために導体内で利用可能な自由電子の数によって決まります。 たとえば、大径の銅線は、小径の銅線よりも自由電子が多く、抵抗が低くなります。 導電性の低い金属ほど自由電子が少なく、電流に対する抵抗が大きいため、導体に使用される金属のタイプも役割を果たします。

電気インピーダンスの2番目の要素であるリアクタンスは、交流電流の循環によるものです。 典型的な家庭用電流は、1秒あたり60回、または60ヘルツの速度で方向を反転させます。 各サイクルは、電流に対する追加の電気的および磁気的反対を引き起こします。 この反対はリアクタンスと呼ばれます。

抵抗と同様に、電気インピーダンスの測定単位はオームです。 インピーダンスは通常、回路にかかる最大電圧の差を、回路を流れる最大電流で割った値として表されます。 電気インピーダンスの最も単純な表現は、数式Z = V / Iで示されます。ここで、Zはインピーダンス、Vは電圧、Iは電流を表します。

電気測定は、銅線や回路基板以上のものに役立ちます。 人体は、ある程度の導電性、抵抗、さらにはインピーダンスも持っています。 実際、医学界では1900年代初期から電気インピーダンスを診断ツールとして使用しています。 インピーダンスに依存する医療検査は、異なる種類の組織が異なる大きさのインピーダンスを持っているという事実を利用します。

電気インピーダンストモグラフィ（EIT）などの電気インピーダンスイメージングテクニックは長年使用されており、改良が続けられ、人気が高まっています。 悪性組織は通常、健康な組織よりも低いインピーダンスを示すため、このタイプの検査は乳癌の早期発見に大きな期待を示しています。 典型的なEITテストでは、テスト対象の身体部分に電極を配置します。 弱い電流が2つ以上の電極に印加され、電圧の差が測定されます。 最も正確な結果を得るために、テストを数回、電極の多くの組み合わせで繰り返します。