Transcript 物理学（電磁気学）

第８回 電流
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コンデンサーは何のために使われるのかが、高校の
頃からよくわかっていないです。
コンデンサーの電気をためる性質を利用して、蓄電
装置として利用されることがあります。また、マイクとし
て利用されることもあります。
（静電気の実験で）コップを持っていた右手のほうだ
け痛かったので、これは何かあるのだろうか・・・。
面白い点に気付きましたね。自分で実験してみたとこ
ろ、確かにそうなりました。接触している点が少ないと、
大きな電流が流れるため、それが原因ではないかと
推察します。
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
数式の文字を何とおいているかをはっきりさせて欲し
い。
わかりました。数式の文字については、今後わかりや
すく説明するよう努力します。
答えを見るとただ代入しているだけに見えるが、自分
でそれを見つけるのが難しい。慣れるまで努力しかな
さそうだと思った。
これは有意義な意見です。数式の意味を理解するこ
とで、数値を正しく代入できるようになると思います。
導体
電気を伝える
例：金属, 電解質溶液など
 抵抗率（κ-1[Ωm]）が小さい
鉄 1.0×10-7
銅 1.7×10-8
銀 1.6×10-8
 キャリアをもつ
例：自由電子、イオンなど

絶縁体（不導体）
電気を伝えない
例：ガラス, プラスチック, 水など
 抵抗率（κ-1[Ωm]）が大きい
ガラス
109～16
エボナイト 1013～15
純水
105
 キャリアをもたない


電流：
導体中に電場が存在すると, キャリアは力を受け移
動する
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

電流の大きさ：
 導体のある断面を単位時間に通過する電荷.
 単位はアンペア[A]
 時間t[s]の間にQ[C]の電荷が通過したとき, 電流
の強さI[A]は,
電流の向き：
 正の電荷が流れる向き
 電流の向きと自由電子が流れる向きとは反対
電流は大きさと向きを持つ⇒電流はベクトル量

針金の中にある断面を1.0分間に12Cの電気量が通
過したとき, 電流の強さは何Aか.

電流が流れているときの電子の運動を詳しくみていく.
I
v -e
S
n
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導体の断面積：S[m2]
自由電子の電荷：-e[C]
自由電子の単位体積当たりの個数（数密度）n[個/m3]
導体に電場をかけたときの電子の速さ：v[m/s]

断面Sを時間t[s]の間に通過する自由電子の数を考える
S
vt
 自由電子はt[s]間にvt[m]だけ導体中を進む.
⇒ t[s]間にSを通過する電子は, 図の色つき円柱に含まれる電子.
その個数は, （数密度×円柱の体積）＝nSvt[個],
総電荷Qは, （電子の電荷×電子の個数）＝-enSvt[C].
⇒電流の大きさは：

断面積1.0mm2の同船に8.5Aの電流を流したとき,
自由電子が銅線内を正極に向かって移動する速さは
何mm/sか. ただし, 電子の電荷を-1.6×10-19[C]と
し, 体積1mm3の銅に含まれる自由電子の個数を
8.5×1019個とする.