【電験3種】なぜ電流は「流れる」のか？
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- Опубликовано: 18 окт 2024
- なぜ電気が物質の中を流れていくのか。つまり、電流が流れるのか。
その仕組みを、電験３種の“学習範囲にこだわらずに”徹底的に解説してみました。
試験の範囲を超えて学習することを、巷では「無駄」って言われたりしますけど、個人的には逆です。
掘り下げるべきところは、疑問を感じるところは、範囲を超えてでも徹底的に学習するべきだと思います。
大事なところを理解するために、納得するために、徹底的に。
だからこそ意味のある知識として、頭に残るんだと。
そんな強い意志が込められた今回の動画、どうぞお楽しみに。
電気が流れるという現象を物理レベルの視点から説明しているので、かなり長くなってしまっています。
ところどころ、倍速再生して短縮しているのであしからず。
いや～、自分の喋りの下手さ加減と相まって、編集めっちゃ大変だった（笑）
電流の流れは電子の流れ方向とは逆向きと教えられた記憶がありましたが、そのメカニズムが分かりました。
ありがとうございます。
電流の流れと電子の流れが逆なのは知っていましたが、今回の動画でより詳細に学ぶことができました。
基礎的なところから解説してくださるおかげで昔の知識がよみがえります。
マジでバケモン。応用の神。普通そんな脳の片隅にある知識が新しい知識とつながるわけないやん。高校化学ならっててまじでよかった。今日初めて役に立った。
電子が運動する向きと「逆」が電流の流れる方向！理解出来ました！！
共有結合、高校で習ったかも？
なんでこんな賢いんだよ、嫉妬半分尊敬半分。マジで基礎を操るのうますぎるって
自由電子の動きと電流の流れる向きについて、わかりやすかったです
非常に分かりやすい。
高校物理で触れる内容で、悲しい事に便宜上工業高校では飛ばしている。
実際の現場で「電子の原理を知っていても何の役にも立たない」と言われそうでが、
知っていると応用力が格段に変わります。
中学校と工業高校卒業までの間、簡潔に習っていた内容なのかもしれませんが、
ある程度電験の勉強した後の方がすんなり頭に入ってくるかもしれません。
この発想ができるのバチバチ天才やろ。学問はしょせん暗記で発想力とか言ってるやつカスとか思ってたけど初めてその発想力を見たわ。発想力というか手が届かないひらめきに近い。ずっと電流＝I、水に例えるんだよ、みたいな説明で納得してしまったのが悔しいわ。物理が自然科学であることを忘れてた。ここ一年で一番脳みそにきた動画でした。本当にありがとうございました。やっぱ保存力最強！！！！！！！！
面白い！勉強になります！
電流や電池がどういうものか分かりました。自由電子が運動することがポイントだと分かりました。
電流と電子の流れがとても理解できました！
見ました。分かりやすいです。
電球の光る仕組みが初めて知ったので楽しかったです
磁石は磁場を肌で感じられるからすごいってことね
分かりやすい説明ありがとうございます
電子の流れかたはよく分かりましたが
電流がなぜ電子とは逆の流れをするのかがよく分かりません
私も気になって調べたら別のRUclipsrですが、他の動画で説明してる動画がありました。
電流が発見されてから、200年後に電子の流れが発見された為、すでに「電流はプラスからマイナスに流れるものだ」というのが世界中に広まっており、修正するのが実際無理だったのでそのままになったらしいです。
参考書には書かれていないような知識が面白いです。
理解しました。
理解できました。
よくわかりました！
理解できました
電気が流れるとはプラス又はマイナスの電気を帯びたものが移動すること。
金属に電気が流れやすいのは自由に動ける電子がたくさんあるから。
ということですね。
最高サイコー！
いつも勉強させてもらっています。一つ質問があります。
軌道が微妙に違うから二つの電子が孤立しているのに、なぜ他の原子の電子とは仲良くなれるでしょうか？
それを厳密に理解しようとすると大学化学の内容に踏み込む必要があって、動画内で簡単化している説明図とは実はまた全然違う説明になってしまいます。
今回の動画ではあくまで電気初学者向けに、最低限の電気の流れ（電子の流れ）の物理現象を簡易的に説明したものなので、電子の結合に関しては全然厳密な説明ではないことをご承知おきください。
その前提で少し詳細に説明しますと、電子が対になって「仲良し」と動画内で説明しているのは厳密には“電子のスピンの方向”が関係します。
イメージしやすいように言うと、電子は自転するように回転（スピン）していて、その方向によって、磁石のN極とS極のような性質が現れます。
つまり、電子が２つ仲良しになっている状態は、N極とS極が対になっているようなイメージです。
（永久磁石が磁石としての性質を持つのも、物質の内で電子がスピンしているからです）
電子が電子殻の軌道に入る場合にはいろんなルールがあって、大雑把に言えば内側から順に入るのですけど内側から２番目のL殻にはs軌道と呼ばれるものが１本とp軌道と呼ばれるものが３本あります。
それぞれに電子が対（２個仲良し）で入れるので、sに２つ、pに２×３で６個、合計８個分の入るスペースがあります。
酸素原子の電子はK殻に2個で、L殻は電子6個なので、L殻だけをみていくと、まずｓ軌道に2つ対で入り、p軌道３本に一つずつが独立して入ります。これは電子殻に入る順番のルールで「パウリの排他率（１つの軌道に２個対で入る）」「フントの規則（同じ殻に同じ種類の軌道が複数ある場合、それぞれの軌道に孤立して１つずつ入るのが優先）」と呼ばれます。
で残った一つは１本のp軌道に入って、そこは対になります。最終的にs軌道には対、p軌道３本のうち１本が対で２本が孤立、という順序になります。
つまり、孤立した２つは同じ原子内では同じ性質になって、磁石で例えるなら、片方がN極ならもう片方も必ずN極、片方がS極ならもう片方も必ずS極になって、反発するので仲良くなれないけど、
別の酸素原子が近づいてきて電子の軌道が重なれば、p軌道が合計6本になり、そのｐ軌道に割り当てられる電子数が合計8個になります。
その割り当てを、電子が軌道に入り込む順番のルールに当てはめていくと、３対計６個と、孤立２個という形になって、酸素原子が結合している形になります。
ということで、動画内の説明図とは全然違うんですけど、詳しくは大学化学の無機化学等の範疇になるので厳密な理解としてはそちらを学習する必要がありますが、このチャンネルで扱うにはかなり重いのでこの辺にさせてください（汗）。
疑問があります。
動画の説明のとおり自由電子が移動しているのであれば、導体中の電子はそのうち枯渇してしまい、いずれは電気が流れなくなるように思えます。
自由電子が無くならないように、発電所では常に電子を作りだして供給しているという認識でよろしいでしょうか？
電流は閉回路を「循環」して流れ続けます。循環なので回路内をグルグルするだけで、導体から消えていく訳ではないです。
@@tottaro 半分理解できました！ありがとうございます。
という事は、発電所では自由電子を動かすための電圧を作っているという事でしょうか？
そういう表現も可能です。発電機がやってるのは、導体内の電子に対して力を与えて、それによって回路内の電子に運動を与えているのですが、その力の大きさを電気回路では「電圧」とか、発電された電圧の場合は特に「起電力」という言葉で表現されます。
ちなみに発電所の発電機は交流なので、実際の導体内の電子の動きはグルグル循環というより、導体内の電子を「振動」させている、というイメージが実際には近いです。
@@tottaro 度々ありがとうございます。まだ少しイメージしづらい部分もあるのですが、段々と腑に落ちてきました！
更にイメージが固まるように、勉強して自分なりに補完していこうと思います。
電流と電子の流れが逆になっていることで、電気関係の仕事をするや、電子機器を開発設計する人達は逆向きなのを前提にして、仕事をしているんですか？
原子の構造知ると、導体と半導体と絶縁体のことも分かりそう
普段みんなが電気と自然に考えている物の正体が分かってきて、面白い世界だなぁと思います。
特に電球が光る理由の部分が、とても興味深かったです。
この場合電球内のタングステンの、原子核が「抵抗」になるのでしょうか？
そうですね、原子核というか、自由電子を除いた原子（電子殻内の電子も含む）は物質内に固定されているので、自由電子の流れの阻害になります。ですので「抵抗」の元はそこにあります。
抵抗発熱が金属の面積が小さい方が大きいのは、原子と電子の衝突が増えることによるもの？なのかな。
自由電子が－から＋に流れるとすると、スウィッチを何故＋と負荷の間につけるのでしょうか。なんか混乱しそうです。
よく分かりました
共有する電子同士がくっついて物質になっていること。
また、自由電子の振る舞いが丁寧に説明されて、とても分かりやすかった。
電流の流れと電子の流れが逆....なるほど.....
仲良し電子と孤立電子はどこが違うのでしょうか？
金属の中のマイナス電子がプラス電子を縫うように移動・・・イメージできました。
抑々論で＋と－の表記が逆だったらどんなに分かりやすいかと言う気がするのは私だけでしょうか？孤立した同士で仲良こよし？自分も含めて職場の人間関係のような(笑)（笑えない？🤣）電子が衝突して熱と光になる。自分なんかはこの熱と光が電気電子だと錯覚してますね～。熱と光って考えたら不思議ですよね～。アーク放電の光と熱は電子が空中の原子と衝突してできるものなのでしょうか？
拝見しました。
動画解りやすかったです。
抵抗に電流を流した状態から、スイッチで電源を切り離したとき、
（電子（－）が流れ出ていって、供給元が無くなった時）
電線って陽（＋）に帯電した状態になるのか、と単純に疑問に思いました。
どちらかというと電池は自由電子を循環させるポンプのような役割をするので、「－端子からの電子の供給なくなったとき」＝「＋端子からの電子の吸収もなくなる」と考えて、結局電線の電荷数はプラスマイナス0となると考えられます。
なるほど納得できました！
ありがとうございます！
マイナスの電気をもった自由電子がプラスに帯電した他の原子間を自由に移動して電流が流れているイメージで良いですか?
電流の流れる仕組みが電子の運動と関連している事がよく理解できましたが電池のプラス、マイナスの電気を
発生させている仕組みはプラスの陽子、マイナスの電子と関係があるのでしょうか？
電池が発生させてるプラス電荷マイナス電荷は、「電気化学」の話になってきて化学反応が関係します。これも化学反応によって電子を得たり、失ったりして物質の原子がプラスに帯電（陽イオン）、マイナスに帯電（陰イオン）することで電荷が発生します。
電池のところの説明ですが、電子は移動するけど陽子は移動せず電子を引き付ける役割をすると解釈してもよいのでしょうか？
それ僕も思ってた
素晴らしい(*´Д｀*)
それで、負荷と言うんですねー（＾ω＾）
電池にごく小さい穴があって、そこに電子が出入りしているという意味ですか?
穴というよりも、物質には目に見えないほどのごくごく小さな「隙間」があって、その隙間を通り抜けているイメージのほうが近いと思います。
見ました。
動画見ました。
見たよ!
見ました
9:53
ぱいだね
この動画のおかげでΩ＝ρ*L/S というのが理解しやすくなりました！
ほんと助かりますありがとうございます。
理解しました。
見ました。
見ました。