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電流とは(用語説明)

電化が連続的に移動する現象のこと。
電流の強さは導体の中を1秒間に通過する電気量で表す。
単位はアンペア[A]

電流が発生する原理

電流は、導体(金属線など電気を通しやすい物質)の中を、電荷(主に電子)が一定方向に移動する現象のこと
水に例えると、電圧が水位差であるのに対し、電流はその水位差によって流れる水の量に相当する。

電流の基本的な考え方

  • 電荷: 電気の性質を持つ粒子のことです。電子は負の電荷を、陽子は正の電荷を持っている。
  • 自由電子: 金属などの導体の中には、原子核に束縛されずに自由に動き回れる電子(自由電子)が存在。
  • 電流の向き: 電子の流れと電流の向きは逆になっている

電流の種類

電流の流れ方によって大きく2つに分けられる。

直流電流(DC: Direct Current)

時間の経過とともに、電流の向きと大きさが一定の電流

  • 例:乾電池、蓄電池、直流電源装置などから得られる電流。
  • 特徴:電子が一方向に安定して流れます。
  • 用途:電子機器の内部回路、一部のモーター駆動など。

交流電流(AC: Alternating Current)

時間の経過とともに、電流の向きと大きさが周期的に変化する電流

  • 例:家庭用コンセントから供給される電流(日本では50Hzまたは60Hzで向きが変化)。
  • 特徴:電子の流れの向きが周期的に反転する。変圧器で電圧を容易に変換できるため、送電や配電に適している。
  • 用途:家庭用電化製品、工場設備、送電など。

電流に関する重要なポイント

  • 電圧と抵抗: オームの法則(V = IR)によれば、電流(I)は電圧(V)を抵抗(R)で割った値で求められる。
          同じ電圧であれば、抵抗が小さいほど流れる電流は大きくなる。
  • 電力: 電力(P)は、電圧(V)と電流(I)の積(P = VI)で表される。
       同じ電圧であれば、電流が大きいほど消費される電力も大きくなる。
  • 発熱: 電流が導体を流れる際、導体の持つ電気抵抗によって熱が発生する(ジュール熱)。
      この原理は、電熱器(ヒーター、ドライヤーなど)に応用されている。
  • 磁場: 電流が流れると、その周囲に磁場が発生する。(電磁石やモーターに応用)
  • 安全性: 大きな電流が人体に流れると、感電による危険な状態を引き起こす可能性がある。
       安全ブレーカーや漏電遮断器などは過剰な電流や漏電を検知し、回路を遮断することで安全を確保する。

身近な電流の例

  • 豆電球: 数百ミリアンペア (mA) 程度
  • 家庭用ドライヤー: 数アンペア (A) 程度
  • IHクッキングヒーター: 十数アンペア (A) 程度
  • 送電線: 数百アンペア〜数千アンペア (A) 程度(高電圧のため、比較的少ない電流で大きな電力を送ること可能)
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