電流と電気量

電流の大きさ

単位時間あたりに導体の断面を通過する電気量のことを電気量といいます。

よって、電流を$I$、電気量を$q$、流れた時間を$t$とすると、電流と電気量の式は以下のようになります。

$$\displaystyle I = \dfrac{q}{t}$$

自由電子一個がもつ電化を$-e[C]$、
導線において、$1m^3$あたりに含まれる自由電子の個数をn[個/$m^3$]、
自由電子の平均の速さを$v[m/s]$、
導線の断面積を$S[m^2]$、
電流の大きさを$I$とすると

$$I = envS$$

導線の断面1と断面2の距離を$v$(自由電子の平均的な速さ)$[m]$とすると、
断面1と断面2の間にある自由電子は1秒後に断面2を通過することになります。

断面1,2間の面積を求めると、

$v$(高さ)$S$(底面積) = $vS[m^3]$

$1m^3$あたりに、$n$個の自由電子が存在するので、自由電子の個数は

$nvS$[個]

自由電子一個あたりの電気量が$-e[c]$だから、
一秒間で断面2を通過する電気量の総和は

$-envS[c]$

$I$は電気量の大きさなので正の値に直すと、

$I = envS[A]$

初版:2022/8/23
更新:2023/8/9(数字フォントの修正など)