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2013年4月18日 (木)

電気の伝わる速度

あまりオーディオには関係ありません。 物理のお話になります。
 
しかも、私も専門分野とはいえないので計算式を使わずアバウトな説明しか出来ませんが、みなさんも少し疑問に思うこともあるのではないでしょうか。
 
 
 
   電気ってどのくらいの速度で伝わるのだろう?
  
Current1

 
電流と電圧、抵抗の関係はオームの法則で、かなり単純な計算で求まりますね。
中学の物理で習ったと思うのですが、電子というのは、上記電流と逆向きです。
 
電流の速度というと、色々と語弊が生じるようですので、もう少しだけ正確に表現しなけ
ればなりません。
 
導体の中の電子(自由電子)は、電圧がかかっていなくても普段から相当な速度で移動しているらしいです。 ざっくりと光の速度の1/200から1/300(温度依存)。
 
   かなり速いです。
 
ところが、この電子が導体の中を流れる速度、正確には、導体の中の自由電子の平均移動速度ともいうべきものでしょう。 (自由電子は、向きが不定で色々な方向へ高速に飛び回っていると考えて下さい。)
 
 
この電子の平均移動速度は、なんと、0.1ミリ/秒 にも満たない。
(銅線、断面積1mm^2、電流1Aの場合)
 
 
   驚くべき遅さです。 
 
 
私もびっくりして色々検索してみましたが、だいたいこのような結果が導かれるようです。
こんなんで、電気が伝わるのでしょうか。 とも思うのですが、まあ、「ところてん」式に入り口を押すと、銅線の向こう側の電子が殆どタイムラグなしに、押し出される。
というふうにイメージすると良いと思います。
 
 
ここで最後の疑問です。
 
   この「ところてん」の伝播速度はいかほど?  
 
 
基本的には、光速に近い速度で伝播する。
 
詳しくは、こちらをご覧ください。 (wikipedia)
 
 
 
 
 
※ 「ところてん式」 の使い方が微妙に間違っていますが、意味を察してくださると嬉しいです。
 

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