電気と電子についての質問です・・・

質問

今学校で電気や電子、その他のことについて学んでいます。そこで学んでいた時にに疑問を抱きましたので投稿させてもらいました。

「電子の速度は一秒に１ｍも進んでいないのに、電気（蛍光灯など）はスイッチをいれたとたん電気がつくのはどうしてなんでしょうか？」
電子の速度が遅ければ電気がつくのも遅くなると思うのですが・・・そのへんがよくわかりませんので誰か
説明してもらえませんか？

回答No.4

noname#104477 · ベストアンサー

No.1さんとNo.2さんが正解ですね。

しかしもう少しこのカテらしい説明をしますと今長さが1メートルの電線の両端に直流100ボルトの電圧を掛けたとします（あくまで例えです）

すると両端は電位差が100ボルト有る訳ですがこれに目盛りをつけて1cmの間隔では1ボルトですね。どこをとっても電位差は同じです。
つまり電圧を加えるとどこの部分も同じ電位差が発生しそれによって自由電子が加速され、つまり電流が流れるのです。

この時に流れる電子の速さは１、電流の強さ　　
２、導体の断面積　　　３、及び単位体積中の自由電子の数　　　４、電子一個の電気量　などが分れば電子の平均移動速度が出ます。電流とは一秒間に移動する電気量を言うわけですから。1アンペアとは1クーロンの電荷が1秒間に移動した事を言います。

身の回りに有るものは毎秒数ミリ～数十センチといったところでしょうか。
但し電位差が行き渡る速さは光速に近いものになります。

まとめると光速に近い速さで電位差が伝わり、それによって加速された電子は毎秒数十センチで動く、と言う事ですね。

回答No.5

VAN613

No.4さんの回答で完璧ですが、イメージとしては
ホースも良いですが私個人としてはところてんで
イメージすると分かりやすいかと思います。

ところてんって、押している棒のスピードはそれほど
速く無いですけど押した瞬間にところてんが出て
きますよね？そういう事です。

回答No.3

oyaoya65

＞電子の速度は一秒に１ｍも進んでいないのに

電気は屋内配線や電線の中を流れる自由電子による電流の形で伝わります。
電線などの導体中を電子が伝わる速度は、ほとんど光速に近いですね。電子が電線中を移動する速度は一秒で３０万ｋｍ（この90％以上）の速度です。１ｍを約　3.3ナノ秒（10のマイナス９乗秒）で伝わりますよ。発電所で今発電している電圧がスイッチの両端にかかっていて、スイッチを入れた瞬間電子が一気に流れます。それが電気機器の光エネルギーや熱エネルギーなどに変わるわけですね。（電圧は電子を移動させるポンプの役目をします。スイッチで回路をつなげばいっせいに電子が津波のようにどっと移動します。つまり電流が流れます。）

回答No.2

noname#175206

電気の流れる導線には、既に電子が詰まっているのです。ですから、スイッチを入れて電子を導線に押し込むと、反対側の電子が即座に出てくるのです。
　これは、例えば、水が詰まったホースに似ています。蛇口をひねって水を流すと、即座に反対側から水がでてきますよね。それと同じことです。

回答No.1

haukappu

電灯とスイッチで言えば、もともと途中の電線も電子が
詰まっています。
で、スイッチを入れてギュッと押すと、電灯まで力が
伝わるわけです。

水が沢山入ったホースで、片方にコップ一杯分の水を
入れると反対側に同量の水が溢れるイメージです。