電流の運び手

今日の電気は通常、「電荷とそれに関連する電磁場」として定義されます。電荷の存在そのものは、他の電荷に対する強い作用によって明らかになります。各電荷の周囲の空間には特別な特性があります。つまり、電気力がその空間に作用し、他の電荷がこの空間に導入されたときに現れます。そんな空間です 力の電場.

電荷が静止している間、電荷間の空間には特性があります。 電場（静電場）…しかし、電荷が動いているとき、そのとき、その電荷の周りにも電荷があります。 磁場… 私たちは電場の性質と磁場の性質を別々に考えますが、実際には電気プロセスは常に存在に関係しています。 電磁場.

最小の電荷は成分として含まれます。 原子... 原子は、その化学的性質を担う化学元素の最小部分です。原子は非常に複雑なシステムです。その質量の大部分はコアに集中しています。電気を帯びた素粒子は、後者の周りを特定の軌道で回転します。 電子.

重力によって惑星は軌道上で太陽の周りを動き続け、電子は電気力によって原子核に引き寄せられます。経験から、反対の電荷のみが互いに引き合うことが知られています。したがって、原子核と電子の電荷は符号が異なっていなければなりません。歴史的な理由から、原子核の電荷はプラス、電子の電荷はマイナスであると考えるのが通例です。

多くの実験により、各元素の原子の電子は同じ電荷と同じ質量を持つことが示されています。同時に、電子電荷は基本的なもの、つまり可能な限り最小の電荷です。

原子の内側の軌道にある電子と外側の軌道にある電子を区別するのが通例です。内部の電子は、原子内力によってその軌道内に比較的しっかりと保持されています。しかし、外側の電子は比較的簡単に原子から離れて、しばらく自由なままになったり、別の原子に付着したりすることができます。原子の化学的および電気的特性は、その外側の軌道にある電子によって決まります。

原子核の正電荷の大きさによって、原子が特定の化学元素に属するかどうかが決まります。電子の負電荷の合計が原子核の正電荷と等しい限り、原子 (または分子) は電気的に中性です。しかし、1 つ以上の電子を失った原子は、原子核に過剰な正電荷があるため、正に帯電します。電気的な力（引力または反発力）の影響下で動くことができます。そのような原子は プラスイオン…過剰な電子を捕らえた原子は、 マイナスイオン.

原子核内の正電荷担体は、 プロトン… 水素原子の核となる素粒子です。陽子の正電荷は電子の負電荷と数値的には同じですが、陽子の質量は電子の質量の 1836 倍です。原子核には、陽子に加えて、電荷を持たない粒子である中性子も含まれています。中性子の質量は電子の質量の 1838 倍です。

したがって、原子を構成する３つの素粒子のうち、電荷を持っているのは電子と陽子だけですが、このうち物質内部を移動しやすいのはマイナスに帯電した電子だけであり、通常の状態ではプラスの電荷しか移動できません。重イオンの形態、つまり物質の原子の移動。

電荷の秩序ある運動、つまり空間内で支配的な方向を持った運動が形成される 電気… 運動によって電流が生じる粒子 — ほとんどの場合、現在のキャリアは電子ですが、イオンであることは非常にまれです。

多少の不正確さを許容すれば、電流を電荷の方向性のある動きとして定義することが可能です。電流キャリアは物質中を多かれ少なかれ自由に移動できます。

ワイヤーから 比較的よく電流を流す物質と呼ばれます。すべての金属、特に銀、銅、アルミニウムは導体です。

金属の導電率 これは、それらの中で外側の電子の一部が原子から分離されているという事実によって説明されます。これらの電子の損失から生じる肯定的な実験は、結晶格子、つまり固体（イオン）骨格の中に接続されており、その空間には一種の電子ガスの形で自由電子が存在します。

最小の外部電場が金属内に電流を生成します。つまり、自由電子がそれらに作用する電気力の方向に強制的に混合されます。金属の特徴としては、 温度の上昇に伴う導電率の低下.

半導体 電線よりもはるかに悪い電流を伝えます。半導体には非常に多くの物質が属しており、その性質は非常に多様です。電子伝導性は半導体の特徴であり（つまり、金属の場合と同様に、イオンではなく自由電子の指向性運動によって半導体内の電流が生成されます）、金属とは異なり、温度が上昇すると伝導性が増加します。一般に、半導体は、その導電率が外部の影響 (放射線、圧力など) に大きく依存するという特徴もあります。

誘電体（絶縁体） 実際には電流を通しません。外部電界により、n誘電体の原子、分子、イオンの分極原子または誘電体分子を構成する弾性的に束縛された電荷の外部場の作用下での変位。誘電体中の自由電子の数は非常に少ないです。

導体、半導体、誘電体の間の厳密な境界を指定することはできません。電気機器では、ワイヤは電荷の移動経路として機能し、この移動を適切に指示するには誘電体が必要です。

電流は、外力と呼ばれる非静電気起源の力の電荷の作用により生成されます。それらはワイヤ内に電界を生成し、正電荷を電界の力の方向に移動させ、負電荷である電子を反対方向に移動させます。

金属中の電子の並進運動の概念を明確にするのに役立ちます。自由電子は、分子の熱運動とは逆に、原子間の空間でランダムに運動する状態にあります。物体の熱状態は、分子同士の衝突や電子と分子の衝突によって引き起こされます。

電子は分子に衝突して進行方向を変えながらも、非常に複雑な曲線を描きながら徐々に前進を続けます。荷電粒子が特定の方向に長期にわたって移動し、異なる方向への無秩序な移動が重ね合わされることをドリフトと呼びます。したがって、現代の見解によれば、金属中の電流は荷電粒子のドリフトです。