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インピーダンスと信号レベル

2010年03月12日

色々とエフェクターなどの機材を接続する中で、
最近、疑問という名の壁にぶち当たり、
ある程度電気の基礎も知ってないとマズイなと思ったので、
中学校/高校の物理のおさらいです。(爆)

今回は、インピーダンスと信号レベルについてです。

機材関係でトラブルがあった際に、
インピーダンスがあってないとか、そんな言葉をよく聞きます。

マイクのインピーダンスは?
ギターの出力インピーダンスは?
エフェクターを通した場合のインピーダンスは?


で、この『インピーダンス』って一言で言うと『抵抗』ではあるんですが
それと、入出力の信号レベルの関係は?ってなると、
恥かしながらあまり理解してなかったりしました。

で、理解してないまま、何となくニュアンスで使ってたりとか。(汗)

私、実は電子科の出身だったりするんですが、
正直、勉強が好きなタイプではありませんでしたので、
授業中はほとんど寝てたとかいうのもあります。(爆)

実際、この辺は苦手な部分だったので、
避けてた/解りたくなかったってのが本音というところでしょうか。
あんまり、数字って好きじゃないんですよね。orz

そんなところで、まずはオームの法則と、
電力の求め方からはじめます。


≪オームの法則≫
・電圧(V)/抵抗(Ω)=電流(A)
・電圧(V)/電流(A)=抵抗(Ω)
・電流(A)×抵抗(Ω)=電圧(V)


学生の頃は、これを図で覚えてたと思いますが、
こういう図は見覚えがあるかと思います。
img 100311-01 インピーダンス オームの法則

≪電力≫
次は信号レベルです。
電力量の求める式は以下のとおりになります。

・電圧(V)×電流(A)=電力(W)

それで、(↑)こんな書き方をしちゃうと、
教科書のままで、読みたくない/見たくないものになっちゃういますし、
私も、ここで拒否反応がおきて、理解しようとしてませんでしたので、
これを、 楽器用にコンバート。(笑)

≪インピーダンスと電圧・電流の関係(オームの法則)≫
・電圧/インピーダンス=電流
・電圧/電流=インピーダンス
・電流×インピーダンス=電圧

≪信号レベル(電力)≫
・電圧×電流=信号レベル


こうすると、随分わかりやすくなる気がします。


これをもとに、 ハイインピーダンスとローインピーダンスの違いをみてみます。

よく、ハイインピーダンスを高電圧・低電流
ローインピーダンスを低電圧・高電流と言いますが、
実際に数字を、具体例に落とし込んでみました。

例えば50Wの信号レベルが流れているものがあったとします。

信号レベルは『電圧×電流』で算出できますから、
掛けて50になる電流と電圧の値であれば、信号レベルは50Wとなります。
なので、5V/10Aでも、10V/5Aでも、
同じ信号レベル
ということになります。

次に、この数字でインピーダンスを求めます。


img 100311-02 インピーダンス 例


インピーダンスは『電圧/電流』ですから、
今回の例の場合、Xの値は0.5Ω、Yの値は2Ωになります。
となると、同じ信号レベルでも、
高電圧・低電流の後者の方がハイインピーダンスとなります。

さて、このハイインピーダンスですが、
抵抗値で、ハイ/ローと言ってしまうので、
なんか、ハイの方が大きそうなイメージになったりするかと思いますが、
今回の例をみてもらってもわかるように、
実際は、小さな電流を高い圧力で押し出して電力を稼いでる為、
信号自体が繊細で、ノイズなど外部からの影響を受けやすくなります。




この辺は『電気』の一番基礎の部分なんですが、
ここまでまとめて、ようやく私も理解しました。(爆)

理屈ばかり話しても仕方ないので次回記事は実戦の話です。

この記事へのコメント
音楽学校の「電気理論」で先生のスピードが早いのも
一つの理由で、生徒からクレームが出て電気理論無くなりましたが
スタジオエンジニアになれた人間少ないです。(私も)
インポーダンスは5150Uで苦しみました。
真空管は割れたし、キャビネットは解らず間違い2台買ってしまい・・・
1年前迄、マーシャルのキャビを8Ωで接続し続けてた
大バカ者です(恥)
Posted by 太郎 at 2010年03月13日 21:44
>>太郎さん
スピーカは、電力がラインとは違いますから、
失敗すると被害状況が違いますよね・・・。

私も、今まで知らずに失敗してたことは多々ありますが、
今でも結構間違ってやってること、
多そうな気がしてます・・・。(爆)
Posted by しま at 2010年03月14日 22:06
電気楽器を扱うには必須の知識なのでしょうが、いまだにぼんやりとしかわかりません。理論的に理解してではなく、こういうときはこうする・・・的な対処ですね。

KORGのボリュームペダルを中古で買ったんですがローインピ受けだったので、エフェクターの後に繋ぐことにしたんですが、WAHもチューナーもBOOSTERも全部トゥルーバイパスなので、トゥルーバイパスになってないSD-1をOFF状態で前に繋いでいます。
Posted by blues-boy at 2010年03月16日 09:50
>>blues-boyさん
この辺は、難しいですよね。
私も、出来れば避けたいところだったりします。(爆)

確かに、ボリュームペダルと、
トゥルーバイパス仕様のエフェクターとの組合せは、
どうしてもそういう状況が出てきますよね。
手前にBOSSのペダルをかます技は良いですね。(^^)
Posted by しま at 2010年03月17日 02:42
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