電流

電流とは， 電子が導線の断面を１秒間に移動する流れのことである． 自由に動くことができる電子を自由電子と言い，これが流れることで電流が発生している．

電流の大きさは,ある断面を1秒間に通過する電気量で定め，単位にはアンペア〔A〕を用いる．電気量の単位はクーロン〔C〕である．また，電子1個の持つ電気量を電気素量と言い， 1.6× 10 −19 C である．ある断面を t 〔s〕の間に q 〔C〕の電気量が通過するとき，その断面を流れる電流 I 〔A〕は

I= qt

と表される．

1秒間に1Cの電気量が断面を通過する電流が1Aである．電流の向きは，正の電気が移動する向きと定める．電池に導線をつなぐと，電流は＋極から−極へ向かって流れる．つまり，電流の向きと自由電子の流れる向きは逆となる．

図の導線の断面積を S 〔 m2 〕 とし，導線中の自由電子（電気量 −e 〔C〕）の数密度（単位体積当たりの自由電子の数）を n 〔 1/ m3 〕 とする．自由電子は導線中を矢印の方向に平均の速さ v 〔 m/s 〕 で運動しているとすると， t 〔s〕 の間に導線の断面を通過する自由電子の数は N=n×vt×S 個であり，それらの自由電子の電気量の大きさは

q=eN=envtS

となる．したがって，導線を流れる電流の大きさは

I=qt = envtS t =envS

と表される．

ホーム>>物理基礎>>第4編 電気>>第1章　電流>>

学生スタッフ作成

2018年3月1日