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デジタル化請け負います。
PC録音が日課です。 那須山 Since 2016.08.04

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nightさんが、出力インピーダンスと入力インピーダンスは並列だと言う。
以下の記事のzcaさんの回答を読めと言う。
しかし、私は、まったく納得できない。

また、電池を繋いだ状態を想像すれば、並列であることが理解できるだろうとのこと。
しかし、私にはこの状態が並列とは理解できない。
納得できないのは、オームの法則が理解できていないからだとのこと。
納得できないのであれば、柳屋さんにご教示をお願いしろとのこと。
-----------------------------------------
他には情報が無いか検索してみたところ、以下の記事の回答者nanさんも並列だと言う。
しかし、これを並列と言う人がいることにはびっくりだ。

以下の記事では、直列だと言ってる。
これなら、私も納得できる。
イメージ 8

どうすれば、直列か並列かを証明できるか、少なくなった脳みそをフル回転させて、オームの法則を理解できないなりに、以下の方法を思い付いた。

結果、並列ではない!、直列だ!

柳屋さん、ご教示をお待ちしています。

1. FGの開放電圧測定
1.00059Vだった。
イメージ 3

イメージ 5

2. 負荷抵抗を用意
47KΩが欲しかったが、見付からず。
51.616KΩを用意した。
イメージ 6

3. FGの出力電圧は変えずに、負荷抵抗を接続して、その両端の電圧を測定
0.99965Vだった。
イメージ 7

4. 電流計算
I=V/R=0.99965/51.616=0.019367A
イメージ 4

5. 文献等でよく見かける等価回路では、出力インピーダンスは、負荷に直列に描かれている。
所有のFGの出力インピーダンスは50KΩだ。
簡易測定でも、ほぼ50KΩだった。

負荷に掛かる電圧は、開放電圧が出力インピーダンスと負荷抵抗に分圧されるので、計算上は以下となる。
Vls=1.00059V*(51.616/(51.616+50))=0.99962V

実測値にほぼ等しい。

イメージ 1

6. 一方、出力インピーダンスが並列とすると、合成抵抗は以下となる。

Rp=50//51616=49.952Ω

この両端の電圧は、電流を0.019367Aとすると、以下となる。
Vlp=I*R=0.019367*49.952=0.96742V

実測値との誤差が大きい。イメージ 2

7. 結論

出力インピーダンスは、負荷に直列に入ると考えるべきだ。
そうしないと、出力インピーダンスと負荷抵抗に拠る電圧分圧を説明できない。

終わり。

この記事に

1

  • 顔アイコン

    なんでまたこんな哲学的な議論をしているんでしょうね~。(謎)

    受け取る側から見て、前段の信号が電圧源ならば出力インピーダンスは直列に入ります。那須山さんの考察の通りで大丈夫そうです。
    ですが、前段の信号を電流源と見るならば出力インピーダンスは端子とグランドの間に存在することになります。並列接続になります。
    要は、後段から見て前段の情報を電流で主に受け取るのか、電圧で受け取るのかで見方が変わるということで、でも結局同じことを云ってるに過ぎません。


    限られた字数と図なしではこれ以上の説明は難しいですね。

    電流源を電圧に変換する一例記事がこれですが、ちょっと遠いですかね。

    https://blogs.yahoo.co.jp/susanoo2001_hero/8430586.html

    答えになっていますか?

    [ 柳屋画蔵 ]

    2018/12/4(火) 午後 11:06

    返信する
  • 顔アイコン

    補足します。

    理想電圧源の出力インピーダンスはゼロです。なので後段から見ると、自分自身の入力インピーダンスと前段のリアルな電圧源の出力インピーダンスは並列のように見えます。
    理想電流源の出力インピーダンスは無限大です。で、リアルな電流源は並列に出力インピーダンスが入った形になるので、後段から見て自分自身の入力インピーダンスと前段の出力インピーダンスはやはり並列になります。

    ますます混乱した?

    [ 柳屋画蔵 ]

    2018/12/4(火) 午後 11:43

    返信する
  • 顔アイコン

    > 柳屋画蔵さん

    早速のご回答ありがとうございます。
    解ったようで解りません(笑)。

    電圧源と電流源の違いが理解できません。
    入力インピーダンスが高ければ電圧源、低ければ電流源と言うことですか。

    その境はどの辺りでしょうか。
    出力インピーダンスより入力インピーダンスが高い場合、電圧源、低い場合、電流源と言うことですか。

    > なんでまたこんな哲学的な議論をしているんでしょうね~。(謎)

    やっぱり禅問答だったのだ(笑)。

    ちょっとした行き違いが有って、入力インピーダンスと入力端子間のインピーダンスは違うと言うことに発展しました。

    で、私はそんなバカな、もし、違うのであれば、出力インピーダンスは、入力インピーダンスに並列で無ければならないと反論したら、柳屋さんに訊いてみろと言われました(笑)。

    [ 那須山 ]

    2018/12/5(水) 午前 10:36

    返信する
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    > 柳屋画蔵さん

    とても解り易い記事が見付かりました。
    https://hegtel.com/denatsu-gen-denryu-gen.html

    しかし、結論はどちらとも言えないとしか解りませんでした(笑)。
    科学が哲学と同じ答えでは困ります(爆)。

    で、以下の知恵袋の

    https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q12156095567

    zcaさんの回答の「ウオークマンなどに差し込むとその出力抵抗値とアンプの入力抵抗値の合成抵抗値になり実測インピーダンスが30Ω以下に低下するからハムノイズが出ないだけです。」は、ほんとうに実測インピーダンスは30Ωになるのかしら。

    どのような方法で実測したのかしら。
    電流計と電圧計で測定して、計算で割り出したのかしら。

    まさか、稼働状態で、インピーダンスメーターで測定したのかしら(笑)。

    [ 那須山 ]

    2018/12/5(水) 午後 5:19

    返信する
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    > 柳屋画蔵さん

    もし、ヘッドフォンアンプが電流源だったら、ヘッドフォンを繋がないで、パワーオンしたら、煙が出ますよね(笑)。

    もし、乾電池が電流源だったら、保管中に燃えてしまいますよね。

    定電流発生器は、特別に、それ用に設計した機器ですよね。
    一般的な機器で定電流のものはどんな例が有るのですか。

    [ 那須山 ]

    2018/12/5(水) 午後 5:20

    返信する
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    > 柳屋画蔵さん

    補足の表現が間違ってませんか。
    正しくは下記でしょう。

    「理想電圧源の出力インピーダンスはゼロです。なので後段から見ると、自分自身の入力インピーダンスと前段のリアルな電圧源は並列のように見えます。

    (「の出力インピーダンス」を削除しました)

    理想電流源の出力インピーダンスは無限大です。で、リアルな電流源は並列に出力インピーダンスが入った形になるので、後段から見て自分自身の入力インピーダンスと前段の出力インピーダンスはやはり並列になります。」

    [ 那須山 ]

    2018/12/6(木) 午後 7:06

    返信する
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    > 那須山さん

    > 科学が哲学と同じ答えでは困ります(爆)。

    え、なぜ?(笑)

    勝手に削除されては困ります。(笑)
    より表現が正しいのは補足の方なので。

    で、ですね、接続と特性の意味のするところの違いは分かりますでしょうか。
    接続は見ての通り直列です。ですが、接続点でのインピーダンスは並列接続と等価の特性を示します。
    もっと分からなくなった?
    では、理想電圧源の出力電圧がゼロボルトだったらどうみえますか?グランドと同電位の電圧源という意味です。

    時間に余裕が出来たら、電圧源、電流源に関する記事を書きますので、それまで悩んでいて下さい。(笑)

    特性という観点でこれが参考になるといいのですが。

    https://blogs.yahoo.co.jp/susanoo2001_hero/8016045.html

    [ 柳屋画蔵 ]

    2018/12/6(木) 午後 11:17

    返信する
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    > 柳屋画蔵さん
    > もっと分からなくなった?

    イエース(笑)。

    > 理想電圧源の出力電圧がゼロボルトだったらどうみえますか?グランドと同電位の電圧源という意味です。

    グランドと同電位と言うことは、ショート状態と言うことですね。
    これなら、0Ωです。
    また、R=V/Iなので0Ωです。

    あれー、並列に見えてきた(笑)。

    > これが参考になるといいのですが。

    難しくて理解不能です。

    [ 那須山 ]

    2018/12/7(金) 午後 7:06

    返信する
  • 顔アイコン

    > 柳屋画蔵さん

    以下のように理解しました。
    これで合ってますか。

    ・出力インピーダンスは、出力端子に直列になっているか、並列になっているか気にしないでよい。
    出力端子間のインピーダンスを測定したら、例えば、50Ωだったと言うことである。
    出力端子に直列になっていても、並列になっていても、50Ωは達成できる。

    ・入力インピーダンスも同様に、直列か並列かは問題ではない。
    要するに、入力端子間のインピーダンスを測定したら、例えば、47KΩだったと言うことである。

    つづく。

    [ 那須山 ]

    2018/12/7(金) 午後 7:15

    返信する
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    つづき。

    ・場合によって以下はそれぞれ違う。
    *入力インピーダンス
    *入力端子間インピーダンス(ターミネーター付加の場合など)
    *入力端子間インピーダンスと出力端子間インピーダンスの合成インピーダンス

    ・合成インピーダンスを定義するのは不可能だ。
    なぜなら、各インピーダンスは、直列接続か、並列接続かは不明なので。

    ・合成インピーダンスを実測するのも不可能だ。
    なぜなら、並列と見做すか、直列と見做すかで、結果が変わってくるので。
    仮に、必ず並列であると仮定すれば可能であるが。

    [ 那須山 ]

    2018/12/8(土) 午後 0:07

    返信する
  • 顔アイコン

    つづき。

    ・場合によって以下はそれぞれ違う。
    *入力インピーダンス
    *入力端子間インピーダンス(ターミネーター付加の場合など)
    *入力端子間インピーダンスと出力端子間インピーダンスの合成インピーダンス

    ・合成インピーダンスを定義するのは不可能だ。
    なぜなら、各インピーダンスは、直列接続か、並列接続かは不明なので。

    ・合成インピーダンスを実測するのも不可能だ。
    なぜなら、総電流を測定することができないので。

    [ 那須山 ]

    2018/12/9(日) 午前 8:21

    返信する
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    > 柳屋画蔵さん

    私の問題提起が不適切であったことが判明しました(笑)。

    直接的問題は、出力インピーダンスRgと入力インピーダンスRiの合成抵抗Rはいくつかと言うことでした。

    nightさんとzcaさんは、並列に見えるので、
    R=Rg//Ri
    だと主張しています。

    一方、話題は入力端子間インピーダンスRi'なので、私は直感的に、合成抵抗RとRi'は違うと思ったので、並列には見えないと主張しました。

    そこへ私の説明不足のため、柳屋さんは並列に見えるか直列に見えるかだけに注目して、どちらにも見えると哲学的回答をしてくれたので、私は大パニックに陥りました。

    しかし、いま、以下のように理解しました。
    直列か並列かは、どう見えるかが問題ではなく、電流発生源から見て、電流が分流すれば並列、しなければ直列です。

    [ 那須山 ]

    2018/12/9(日) 午前 9:12

    返信する
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    仮に、電流発生源から電流が出力インピーダンスと入力端子間インピーダンスに分流しているとすれば、各インピーダンスは並列なので、合成抵抗Rは、
    R=Rg//Ri
    となるでしょう。

    しかし、これは、入力端子間インピーダンスとは違います。
    入力端子間には、分流した後の電流のみが流れるので。

    nightさんも、zcaさんも、このところを勘違いしています。

    [ 那須山 ]

    2018/12/9(日) 午前 9:14

    返信する

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