インピーダンス整合
インピーダンスの概念は、交流だけではなく波動一般に広げられる。例えば音波の伝播にもインピーダンスを導入しうる。音響インピーダンスは一つの面における(複素表示による)音圧(SI単位はPa)を(複素表示による)体積速度(SI単位はm/s)で除したもので,そのSI単位はPa・s/mである。また,平面進行波について音圧を粒子速度で除したものは,その媒質の特性インピーダンス(SI単位はPa・s/m)と呼ぶ。これは電気における電流に対する電圧の比に対応したものである。特に平面波の場合は媒質の密度と媒質中の音速の積で表される。音響インピーダンスの単位はPa・s/m又はN・s/m(結局同じ)である。このように音響インピーダンスと音波についての特性インピーダンスは異なった概念の物理量である。
水の(音響)特性インピーダンスは約1.5×10 N・s/mであり、空気の特性インピーダンスは約4.1×10 N・s/mである。よって、例えば水面に向かって叫び声を上げても、空気中の音波は水面でほとんどが反射され水中には伝播しにくい。
簡単に広帯域にインピーダンスを整合させる方法として抵抗器を用いる方法がある。たとえば負帰還をかけたオペアンプの出力インピーダンスは 0 Ωとみなせるが、特性インピーダンス 75 Ωの同軸ケーブルをつなぐと不整合を生じる。この場合 75 Ωの抵抗器を直列につなぐことにより同軸ケーブルとの整合をとることができる。同様に受け側の非反転型オペアンプの入力インピーダンスは∞とみなせるが、 75 Ωの抵抗器を並列につなぐことで同軸ケーブルとの整合をとることができる。
つまり、機械←→電気の間で
並列的な支持←→直列接続
力←→電圧
速さ←→電流
質量←→インダクタンス
コンプライアンス←→キャパシタンス
機械抵抗←→抵抗
のように対応付けると、電気回路の振るまいと機械的な振るまいとを同じ式で表す事ができる。電気的なインピーダンスは電圧/電流であるから、機械インピーダンスは力/平均粒子速度(SI単位は N·s/m)、音響インピーダンスは音圧/媒体粒子の体積速度とすると都合がよい。なお機械的な仕事率は電圧と電流の積(= 電力)に問題なく対応する。
(*)ここでは似而非直流源を用意しているが、実際にはeもFも時間的に変動するもの(交流)を考え、その際は電流と電圧、速度と力の位相を考慮しなければならない。そのために複素数を用いた記述を行う。しかし、重い物は力をかけてもすぐ動き出さない/止まらない(力に対して速度の位相が遅れる)、という性質と電圧をかけてもコイルにはなかなか電流が流れない(電圧に対して電流の位相が遅れる)という性質が共通するものだとは納得できるだろう。ばねとコンデンサの対応関係も同様である。なお、電圧に対して電流の位相が遅れるとは「なかなか電流が流れない」という表現をしたが、誤解されやすい事柄であるが、即に電流は反応するのであるが、その変化の様子が電圧とは異なるという意味である。力と物体の速度についても同様の意味(直ぐに反応はするが変化の様子は力のそれと異なる)である。
複素表現はインピーダンスの項参照。上記の置き換えを行うと機械インピーダンスの式になる。