電流と電荷(I=Q/t)、電流と電子の関係


↑公開しているnote(電子書籍)の内容のまとめています。
最新note:技術サイトで月1万稼ぐ方法(10記事分上位表示できるまでのコンサル付)

電流と電荷(I=Q/t)、電流と電子の関係

 

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(I=Q/t)の関係

 

・電流と電子の関係

 

について解説しています。

 

 

電流と電荷の関係(I=Q/t)

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(I=Q/T)。

 

 
ここで、Iが電流値、Qがある断面を単位時間あたりに通過する電荷の量、tは時間を表しています。

 

また、単位変換も重要であり、[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)

 

関連記事

 

電気・電荷・静電気力の定義
ミリ、マイクロ、ナノへの変換方法
電流と磁場の関係
I=envsの導出方法

 

 

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(※I=envsの導出方法の詳細はこちらで解説しています)。

 

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。

 

また、断面積は使用する導線により変化します。

 

関連記事

 

電気・電荷・静電気力の定義
ミリ、マイクロ、ナノへの変換方法
電流と磁場の関係
I=envsの導出方法

 

 

電流と電荷(I=Q/t)、電流と電子の関係 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)
直列回路における合成抵抗の導出と計算方法【演習問題】
並列回路における合成抵抗の導出と計算方法【演習問題】
合成抵抗2(直列と並列が混ざった回路)
電力と電力量の違いは?消費電力kWと消費電力量kWhとの関係 WとWhの変換(換算方法) ジュール熱の計算方法
ジュール熱とは?ジュール熱の計算問題を解いてみよう【演習問題】
水の温度上昇とジュールの関係は?計算問題を解いてみよう【演習問題】
コンデンサーの容量の計算式と導出方法【静電容量と電圧・電荷の関係式】
コンデンサーを直列接続したときの静電容量の計算方法【演習問題】
コンデンサーを並列接続したときの静電容量の計算方法【演習問題】
コンデンサーのエネルギーが1/2CV^2である理由 静電エネルギーの計算問題をといてみよう
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
電磁誘導とレンツの法則
ファラデーの電磁誘導の法則
各種電磁誘導の問題の演習
磁束と磁束密度の定義・違いは?
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
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?
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(ブラッグの式)
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(角周波数)とは何か?角速度(角周波数)の公式と計算方法 周期との関係【演習問題】
クーロンの法則 導出と計算問題を問いてみよう【演習問題】
電気回路に短絡している部分が含まれる時の合成抵抗の計算
角速度(角周波数)とは何か?角速度(角周波数)の公式と計算方法 周期との関係【演習問題】(コピー)
自由落下(自然落下)における速度は? 計算問題を解いてみよう【演習問題】
ばね定数の公式や計算方法(求め方)・単位は?ばね定数が大きいほど伸びにくいのか?直列・並列時のばね定数の合成方法
距離(位置)、速度、加速度の変換方法は?計算問題を問いてみよう
静止摩擦係数と動摩擦係数の求め方 静止摩擦力と動摩擦力の計算問題を解いてみよう【演習問題】
電流計は直列につなぎ、電圧計は並列につなぐのはなぜか 電流計・電圧計の使い方と注意点
抵抗が3つ以上の並列回路、直列回路の合成抵抗 計算問題をといてみよう
単振動における変位・速度・加速度を表す公式と計算方法【sin・cos】
ホイートストンブリッジにおける計算問題を解いてみよう【ブリッジ回路の解き方】
メートルブリッジの計算問題を解いてみよう【ブリッジ回路の解き方】
単振動における運動方程式と周期の求め方【計算方法】
単振動におけるエネルギーとエネルギー保存則 計算問題を解いてみよう
v-tグラフ(速度と時間の関係式)から変位・加速度を計算する方法【面積と傾きの求め方】
相対速度とは?相対速度の計算問題を解いてみよう【船、雨、0となるときのみかけの速度】
ロケットなどで2物体が分裂・合体する際の速度の計算【運動量保存と相対速度】
キルヒホッフの電流則(キルヒホッフの第一法則)とは?計算問題を解いてみよう
単振り子における運動方程式や周期の求め方【単振動と振り子】

HOME プロフィール お問い合わせ