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0793 【電流04】 回路と電流・電圧(4) 〔補講〕電流とは何か

いきなりザックリとぶっちゃけると

電流の大きさとは、電子という「物」が何個動いたか、ということ。

電流の単位は言わずとしれたA(アンペア)ですが、1Aの定義は

真空中に1mの間隔で平行におかれた無限小円形断面の2本の無限長直線状導体のそれぞれを通過しその導体の長さ1mごとに2×10-7Nの力をおよぼしあう一定電流の大きさ

なんだそうです。また、別の角度から攻めると、

1秒間に1C(クーロン)の電荷が運ばれるときの電流の大きさが1Aです。

ということで、1m離れた2つの等しい電荷の間で9×10Nの力が働くときの電荷の大きさが1Cなんだってさ。普通の中学生が聞いたら、ふーん、勝手にやってねという感じですね。
だから今回は補講としています。

で、本来の定義は「真空中に…」の方だけど、今日注目したいのは「1秒間に…」の方。電流で電荷とやらが運ばれる。すなわち何か「物」が動いている。それがどれだけ動いたか、ということが電流なんだと、解釈すると、上の青枠が理解できるわけです。(電子については未習ですが、とにかく「物」だとわかればここではOK)

・・・ま、わからなかったら、青枠だけ読んで、「ふ~ん、そういうものなんだ」でもとりあえずOK。
でもここは1回目でいう「自転車のカギ」だからおさえておいてね。

 といいながらも食い下がって説明すると、電流の本質は、電子という、かたちや質量をもち、1個2個3個…と数えられる「物」なのです。そのため、この後登場する、本質が「はたらき」である電圧に比べ、イメージがしやすいのです。

 前回の回路のどこでも電流が等しいという話はこういうことです。
 回路の中を電子とやらがぐるぐる回っている.これが電流です。このとき、回路のどこでも同じ速さで電子は動いているはずまです。そうしないとどこかで渋滞が起こったりスカスカになったりしますから。
 だからA地点を通過した電子がもし100個なら、B地点だろうが電球だろうが電池の中だろうが100個の電子が通過したことになります。つまり、回路のどこでも電流の大きさは等しいとなるわけです。

 よく教科書に載っている水流モデルも電流は「水」という「物」で例えられています。もっとも個人的には「水」は、日常では1個2個3個…と離散的に数えられないので、あまり好きなモデルではありません。私の場合、電流は回路を歩く「人」でよく例えていますが。

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