電流と電荷、電流と電子

電流と電荷、電流と電子

 

こちらのページでは高校物理における電磁気学の基本である

 

・電流と電荷
・電流と電子

 

について解説しています。

 

電流と電荷

私たちが生活する中で家電製品などを使用する際、
「電流」が〜A程度流れるという表現を使う時があるかと思います。

 

それでは、そもそも電流の定義は何かを考えていきましょう。

 

電流とは金属板や金属線等の電気流す物質中の断面を
単位時間あたりに通過する電荷の量のことです。

 

電流は以下の式で表すことができます。

 

 

 

また、単位も重要であり、[C(クーロン] = [A × s]で表されることも覚えておきましょう。
(1000mA = Aであることに注意しましょう)

 

 

電流と電子

電流は単位時間あたりに金属などの電気を流す物体中を流れる電荷の量と
解説しましたが、電子とも深い関係があります。

 

電流の向きは正の電荷が移動する向きと一致することが決められています。

 

つまり、電池などの反応のおいて
電子が移動する向きと電流の向きは常に逆方向となっています。

 

また、なぜ金属は電気を流しやすいのか?も解説しますと、
金属は金属中の陽イオンが配列しており、周りに自由に動ける電子(自由電子)が存在し
この電子が動くため電流を流すことができるのです。

 

次にこれを数式化すると以下のようになります。

 


(※本来は電子は負の電荷のため、−の値となりますが簡単にするため、
  電気素量をそのまま使用し、Iの値が正となるようになっています)

 

上式のポイントを簡単に解説します。

 

電気素量eは一定値であり、導線を通過する単位体積当たりの電子の個数nは
電流の大きさにより変化します。

 

電子の速さvは状況によっても変化しますがおおよそ数mm/sです。

 

断面積は使用する導線により変化します。

 

電流と電荷、電流と電子 関連ページ

SI単位
密度とは?比重とは?密度と比重の違いは?【演習問題】
ミリ、ミクロン、ナノ、ピコとは?SI接頭語と変換方法【演習問題】
電位とは何?電位の定義は?
電気と電荷、静電気力
コンデンサーと交流
電圧とは何か?電圧のイメージ、電流と電圧の関係(オームの法則)
合成抵抗1
合成抵抗2(直列と並列が混ざった回路)
電力、電力量、ジュール熱
コンデンサーとは何か?コンデンサーの静電容量
コンデンサーの合成
磁場とは何か?
電流と磁場の関係(電流がつくる磁場)
電流が磁場から受ける力(フレミング左手の法則)
ローレンツ力
【HEV(ハイブリッド自動車)の充電の原理】電磁誘導とレンツの法則【ニッケル水素電池・リチウムイオン電池】
【HEV(ハイブリッド自動車)の充電の原理】ファラデーの電磁誘導の法則【ニッケル水素電池・リチウムイオン電池】
各種電磁誘導の問題の演習
相互誘導と自己誘導(相互インダクタンスと自己インダクタンス)
コイルを含む回路、コイルが蓄えるエネルギー
【リチウムイオン電池の解析の予備知識】直流と交流、交流の基礎知識 実効値と最大値が√2倍の関係である理由は?
【リチウムイオン電池の解析の予備知識】抵抗、コンデンサーと交流抵抗、コンデンサーと交流
コイルと交流、交流のまとめ
光のエネルギー
物質波とブラッグ反射
気体分子運動論とは?
気体分子運動論とボルツマン定数
電流の定義のI=envsを導出する方法
角速度とは何か?角速度の公式と計算方法【演習問題】

HOME プロフィール お問い合わせ