【電気のキホン】1.電気の正体｜学び直しエレクトロニクス

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ここでは、全ての基本となる、電気とはそもそも何か？ということを説明していきます。

光を検知できるのも、モータを回すのも、コンピュータが処理してくれるのも、全て電気のおかげです。

このように電気はあらゆるところに存在しているので、最初に電気の基本的な知識を抑えておきましょう。

↓テキスト派の方はこちらから
https://start-electronics.com/relearn...


■目次
0:00 オープニング
0:21 電気の正体
0:33 銅原子の中身
1:11 銅線の中身
1:39 銅線に電圧を加える
2:08 電気と水

■関連動画

■自己紹介
・ハードウェアエンジニア
・電子工作歴：9年
・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます

■SNS
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#電子工作

■動画文字起こし
まずは、ミクロの世界に飛び込んで電気がどのようなものかを見に行ってみましょう。
電気とは電子が一定方向に流れたものであり、元々はその電子は原子の中に含まれています。これは銅原子の中身をミクロなレベルで見たものです。中心にプラスの特性を持った原子核があり、その周りを電子が周っている構造をしています。プラスとマイナスの数は等しいため、全体的に見れば電気的には中性となっています。電子は何層にも分かれて周っていて、内側の電子は原子核にとても強く結合されているのですが、一番外側の電子は中心から離れているため結合力が弱いです。この関係を簡単なモデルで表すと、このように中心がプラスでその周りをマイナスの電子が周っている、と表すことができます。
それでは回路の一部である、銅線の中に入っていきます。このように、銅線は銅原子がたくさん並んでできています。一番外側の電子は結合力が弱いため、銅原子同士が隣合うとお互いの電子の通り道を共有し、電子が自由に行き来することができるようになります。ただしこの状態ではまだ電子がいろんなところにランダムに動き回っているだけで、電気が流れているとは言えません。
ここで、外からの力が加わることで電子はその方向に一斉に動き出します。ここで始めて、電気が流れた状態となります。なおこの時、外から加えた力を電圧、電子の流れを電流と呼びます。なお、電子の向きと電流の向きは逆になっています。これは電子の存在が後から発見されたために起きてしまった事で、どっちを基準にするかという言葉の定義だけの話なので、あまり深く考える必要はないと思います。
次に、電気と水の特性は非常に似ている、という点も抑えておくとこの後の理解がしやすくなるので説明しておきます。電気の世界では、電圧が加わるとまず最初に一番プラスに近いこちらの電子がプラス側に移動します。その次に、その空いたスペースに電子が移動します。そしてその空いたスペースにさらに別の電子が移動します。これを繰り返す事で電子の流れができていきます。一方で、水の世界はどうなっているかと言うと、配管の中を流れる水に、ポンプによって水圧という外部の力が加わると、まずは一番下流側にいるこちらの水分子が下流側に移動します。その次に、その空いたスペースに水分子が移動し、その空いたスペースにさらに別の水分子が移動します。これを繰り返す事で水流になります。電気と水が同じような性質があることが分かって頂けたでしょうか。