電流とは?(電気の基礎知識)

スポンサードリンク



電気の正体は、
電気的な性質「電荷」を持つ「自由電子」。
この自由電子によって起こる現象。
ということを説明しました。

それでは、
この自由電子の移動が連続して起こる。
いわゆる「電流」について簡単にご紹介していきたいと思います。

スポンサードリンク


電流とは?



自由電子が飛び出し、
(+)及び(-)に帯電したものは、
電気的に不安定な状態にあります。

この不安定な状態から安定した状態になろうと
クーロン力が働き、お互いを引き付け合います。

その為、
帯電したもの同士を電気の通しやすい導体(電線)などで繋ぐと
このクーロン力により電子の移動が起こります。

イメージしやすいように
電池を使った簡単なイラストを作ってみました。
(あくまでイメージですので実際の電池の構造や電子の移動とは異なります)



電池の両側に
それぞれ(+)と(-)で満たされた部屋があるとします。

電池
このままでは電子の移動は起こりません。

これを、
電線などの導体でつなげてみます。

電池2
すると、
クーロン力により引き付ける力が発生し、
電子の移動が起こります。

電池3
電子が移動し、
(+)と(-)がくっつき
打ち消し合って安定した状態になります。

電池4
全部が安定するまで電子の移動が起こり続けます。

電池5
電池6
やがて、
全部がくっつきあって安定した状態になると電子の移動は止まります。

電池7


この流れ続ける電子の動きが「電流」です。


通常は、
この電子の移動が起こっている導体の途中に
電球やモーター、電化製品といったものを接続することにより、
電流によるエネルギーを光や熱、運動エネルギーに変換し
私たちの生活に役立てることができるようになります。



このイラストを見て気づいた方もいらっしゃると思いますが、
電子が(-)から(+)へと移動しているのがわかると思います。

「電流は(+)から(-)に流れるんじゃないの?」

と疑問を感じる方もいると思います。

実は、
電流は(+)から(-)へと流れる。と、
電流の流れが定義されたあとに
電子が発見されました。
そして電子は、
(-)から(+)へと移動しているのがわかったのです。

しかし、
電流は(+)と(-)を接続しなければ起こらない現象。

入口だけ。
もしくは出口だけ。
では電流は発生しません。

入口と出口がなければ電子の移動は起こらないということは、
その向きには関係なく、
(+)から(-)だろうが、(-)から(+)だろうが
どちらでもつじつまは合ってしまうので、
そのまま現在に至るというわけです。

電子の移動、電流の流れ

ちなみに、
電流の速度は光速に近いものですが、

電子の移動速度は非常に遅いです。

電子は導体の中を移動する際、
まっすぐにスーッと移動できるわけではなく、
四方八方、原子にぶつかりながら移動しているからです。

しかし、
注射器などは、
底を押し込むことにより、押された分の中身が瞬時に先端から飛び出ますよね?

336433
電子もこれと同じようなイメージで、
押し込まれた電子と同じ量が飛び出てくるといった感じです。



ちなみに、
電子の移動の際、
原子にぶつかるというのが、導体自体が持っている抵抗で
ぶつかったエネルギーが熱になります。

熱になるということは、
電気のエネルギーが熱に変換されてしまっているということなので
電気を伝えたり遠くに送る為にはもったいないことです。

その為、
電気を効率よく伝える為には、
抵抗の小さな導体を選ぶことが必要です。
電線に銅がよく使われているのは抵抗が小さく値段も安いからです。

逆に、
抵抗が大きいと発熱量が多くなるので、
それを利用して、
ニクロム線は電気ストーブなど暖房器具に使われたりします。

395620
現在、
リニアモーターなど磁力で車体を浮かせ、移動させるものがあります。

このリニアモーターには凄まじい磁力が必要になります。
そこで超電導という電気抵抗が0になるものを使っています。



電気の抵抗だけでも奥が深いものがありますよね。


詳しいご紹介はまたの機会に。

以上、
電流についてでした。

スポンサードリンク

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です