電気と電子、なにが違うの？（流れ編）基本的に、わかりやすく説明

電気と電子の違いを、この記事では、その物の流れの観点から、解説いたします。

他記事にも、記述したように、「電気」と「電子」は根本的に違います。

あの、頭の痛い定義・・・電流（電気・電子の流れ）について考えてみましょう。
では、何の・何が、流れるのでしょうか？

電流

電流とは、電気が流れる、を意味しますが、

電気の発見　歴史から整理すると、

• 電気は、わからないけど何かが（仮に（電気が））流れる。
  （電気はプラス（＋）からマイナス（－）に電気が流れる（電子の発見（誕生）よりずっと前から長い間決めていた、決まり事））
• 電気は、あとからわかった（電子）が流れる。
  （電子は（そもそも（e⁻）マイナスなので、　つまり、プラス（＋）に流れる））
  （電子だけでなく、イオンの流れもある（便宜上この記事では、電子で相称します））

電流の正体

上記のように、何かが流れている決まり事での電気では、正体は、もちろんわかりません。
あとからわかった電子の流れが、その答えとなります。

電子の流れ

勿論、流れがあるのですから、その流れ道（導体（金属など））の中で自由に動ける電子（自由電子）の流れとなります。

導体

電子がよく流れるものの物体を導体と言います。

私たちの身の回りで、電気がよく通るもの、電気がよく流れるもの、「金属」が一般的で、その金属のなかでも、人類が昔から慣れ親み、現在でもよく加工され、身近な「銅」もその代表格です。

自由電子

導体の身近な「銅」。　その銅からできている銅線、これを電子の流れから解説いたします。

原子番号２９番の金属で、銅の原子は原子核のまわりの殻（内側から）順に２、８、１８、１個の計２９個の電子があります。
一番外側の殻にある電子が配列上１個しかなく、（外側に行くほど原子核との結びつきが弱い）、この原子自体に何等かのエネルギーが加えられるとその力は、この一番外の電子１個に集中され（不安定となり（いやになり））外へ飛び出します。

この、いやになって飛び出す（自由になる（自由電子））の存在で、電子の流れとなり、銅は電気が流れやすいものとなっています。

自由電子の流れる向き

先に習った、電気は、なにかが、プラス（＋）（正極）から　マイナス（－）（負極）に流れる、その決め事ではなく、実際に発見された物体「自由電子」が流れています。

その「自由電子」自体は負の電気を帯びています、つまり（－）、結果として引合う（＋）へと流れが生じます。

結論　：　電子（自由電子）は、マイナス（－）負極からプラス（＋）正極に流れる。

ここで、「電気の流れ」と「電子の流れ」は「逆向き」となるのです。

電流の大きさ

電流とは自由電子の流れ、１秒間にどれだけ流れる定義を（電流の大きさと）表します。

まず、より大きく流れる現象として考えると、電流の大きさは、

• 自由電子が、より速くその部位を流れる。
• 自由電子が、より数多くその部位を流れる。

電流の大きさ　：　自由電子が導線、その断面を１秒間に通過する量（上記図の導線断面部位等）

• 電気の量を量る単位をクーロン（Ｃ）
• １秒間に通過する電気の量を、電流の単位としてこれをアンペア（Ａ）記号として（Ｉ）

まとめ

電気と電子の違い、電気はある物がプラスから流れるではなく、後から発見された（自由電子）の発見で、長い間、考えられてきた電気の流れの向きが逆であった。

• 電流は、導体の自由電子の流れ
• その自由電子は、マイナス（－）の電荷を持っているため結果、プラス（＋）に流れる
• 大きさを表す、単位は「A」、記号は「Ｉ」

つい最近（１２０年前）に発見された原子・電子の存在から、いまさら逆に流れると困惑するこの定義ですが、割り切って覚えるしかないです。

ぽちお

シニアエンジニア

ものづくりが大好です。