電気や電波の移動する早さって？

質問

教えてください。電気の伝わる早さって？　このコーナーをだいぶ読みましたが、いまひとつ実感が無いのです。　電線の中を通る電子や電流の移動の速さは数１０センチ／秒ほどと聞きました。
１００ＫＭの長さの電線に電流を流し始めたとき、電線の出口から電気が出てくるまでどのくらいの時間がかかるのでしょうか？
電気の通りにくい空気中を通る電波は、東京からニューヨークまで　最初の電子（信号）が届くのに、何時間くらいかかるのでしょうか？最初の電子が届いた後、二番目の電子が届く間は、何秒かあるのでしょうか？
なぜ　途切れないように感じるのでしょうか？
かかる時間は「瞬時」とかでなくて、具体的な数字で、何時間などと教えてほしいのです。
質問の仕方が悪くてごめんなさい。

回答No.6

ahoahoaho3 · ベストアンサー

>「直流電流」は振動や波ではないと思うのですが、電子の移動速度と比べてなぜそんなに高速で流れるのでしょうか？

あまり正確ではないたとえ話ですが、
お店の前にお客さんの長蛇の列ができているとします。
お店が閉まっていてお客さんが待っているとき -> 電圧をかけていない状態
お店がお客さんをさばき始めると少しずつ列が動き出します -> 電圧をかけた瞬間

　自分が列の後ろの方にいると、お店までたどり着くには時間がかかりますが、
　列の前の方にいる人はすぐに品物を受け取って出てゆきます。

１つの電子に着目すると電線の端から端まで移動するのに時間がかかり
ますが、電線中の電子全体を眺めると電圧をかけた後、短い時間で電流は
ながれます。１つ１つの電子の移動距離が短くても、全体に同じ方向に
動くと電流となるからです。

　例え話に戻りますと、一番先頭の人が動いてから２番目、３番目の人、
　と動きが伝わる(前の人が進んだから自分も進む)という状態の伝わる
　速さ(電圧の伝わる速さ)が、例えば 1m / 5 ナノ秒 という感覚です。
　直流電流のかけ始めは過渡現象なので、少し違うかもしれませんが、
　イメージはこのようなものだと思います。

お礼

ahoahoaho3さん,blue-wingさん,vutiさん,rukukuさん,rabitcatさん,91091さん,sanoriさん、皆さんありがとうございます。
個々の電子の移動速度は遅くても、電界（たぶん電位差のある場のこと？）の情報はきわめて高速（光速？）で伝わる→（電子がトコロテン式に移動する）→電流はすぐに流れ出すようにみえる→これは交流でも直流でも同じ理由（有限長の１本の電線だけでであっても）であること。
電波は磁界と電界が極めて高速（光速にちかい？）で伝播する（情報なのか粒子的移動のエネルギーなのかわかりませんが）から、情報を含んだ電波そのものの進行速度は光速に近い高速であること。
電流や電波の話では、移動する早さというのはどちらも光速に近いはやさであること。なぜそんなに早いのかは理由は無く、事実であること。電界や磁界の変化の様子の情報はきわめて高速で伝わること。そんなことがわかりました。みなさんありがとうございました。なによりも、勉強の仕方を教えていただけたことを感謝しています。

回答No.1

noname#135138

電気、電波共に伝わる早さは１秒間に約３０万ｋｍです。
これを聞いてピン!と来る人もいるでしょう。もっとわかりやすく言うと、
１秒間に地球を約７周半の距離を進みますここまで来たら何かと同じだと思いませんか？
実は「光」の進む早さと同じなのです。

「電気」、「電波」、「光」共に進むのは「電子」です。よって速度も同じと言う事になります。
ちなみに極論ですが、「電気」が流れると「電波」が発生します。
「電波」の周波数が高周波になると「光」になります。

それと良く勘違いされるのですが、「伝わる」早さと「流れる」早さは異なります。
伝わる早さは確かに高速ですが、１つの電子に着目して早さを見るとその速度は
１秒間に１センチ未満～数センチ（電流等の条件による）程度となります。

「電気の早さ」「電波の早さ」等で検索するといろいろヒットすると思いますよ。

お礼

さっそくに、教えていただいてありがとうございます。
＞それと良く勘違いされるのですが、「伝わる」早さと「流れる」早さは異なります。
とのことですが、なぜでしょうか？
「重力が伝わる」などと聞きますが、これといっしょですか？
「電磁波で電力を送る（ユビキタスの話で）」とか言っていましたが、
水面の波は伝わってエネルギーを運ぶとのことですが、同じですか？