負の静電容量とインダクタンス
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/22 05:54 UTC 版)
「負性抵抗」の記事における「負の静電容量とインダクタンス」の解説
前述の回路の Z {\displaystyle Z} をコンデンサ ( C {\displaystyle C} ) もしくはインダクタ ( L {\displaystyle L} ) で置き換えれば負の静電容量やインダクタンスを作ることもできる。負の静電容量の I–V 特性、およびインピーダンス Z C ( j ω ) {\displaystyle Z_{\text{C}}(j\omega )} は以下のように表される。 i = − C d v d t Z C = − 1 j ω C {\displaystyle i=-C{dv \over dt}\qquad \qquad Z_{C}=-{\frac {1}{j\omega C}}} ただし C > 0 {\displaystyle C>0} である。負性静電容量に正の電流を流すと放電が起き、電圧が低下する。同様に負性インダクタンスの I–V 特性とインピーダンス Z L ( j ω ) {\displaystyle Z_{L}(j\omega )} は以下である。 v = − L d i d t Z L = − j ω L {\displaystyle v=-L{di \over dt}\qquad \qquad Z_{L}=-j\omega L} 負の静電容量またはインダクタンスは回路の不要な正の静電容量やインダクタンスを打ち消すために用いられる。負性インピーダンス変換回路は電話線のリアクタンスを打ち消すために用いられた。 別の観点から見ると、負性静電容量を流れる電流は正の静電容量の場合とは位相が180°反転しており、電流が電圧より90°先行する代わりにインダクタンスと同じく90°遅延する。したがって負性静電容量は、インピーダンスの周波数依存性が通常とは逆のインダクタンスであるかのように動作する。実際のインダクタンスであれば周波数 ω とともにインピーダンスが増加するが、負性静電容量では減少するのである。同様に負性インダクタンスは周波数とともにインピーダンスが増加する静電容量であるかのように動作する。負性静電容量と負性インダクタンスはフォスターのリアクタンス定理（英語版）に反する「非フォスター的」回路である。研究段階の応用の一つに、現在の整合回路網のように単一の周波数だけでなく、広範囲の周波数にわたってアンテナと伝送線路をマッチングできる動的整合回路網がある。これによりチュー＝ハリントンの限界（英語版）を超えた広い帯域幅を持つ小型のアンテナを作成できると考えられる。
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