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電子はどこからやって来るのでしょうか？
宜しくお願いします。 文系大学出身の門外漢です。 長年の疑問が有ります。 コイルと磁石を使う発電装置の場合、そこから発生する電気の素となる電子はどこからやって来るのでしょうか？ 送電線の端を接地してアースを取った場合、電子は循環しない訳ですが。 = 地球の大地及び空気から引き寄せられる。 従って地球から離れた宇宙空間等では、前記の方法では発電出来ない= という考え方で良いのでしょうか？ この点についての記述が有る書籍等、ご紹介頂ければ幸いです。
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- ninoue
- ベストアンサー率52% (1288/2437)
電気について次のサイト等が参考になるかと思われます。 http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/index.htm 電気の歴史イラスト館 http://www.nhk.or.jp/kokokoza/library/2009/tv/butsuri/index.html 高校講座 物理 http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/index.html わかりやすい高校物理の部屋 http://okwave.jp/qa/q6359820.html 電流ってなんだろう？
お礼
ご回答有り難うございます。 大いに参考になります。
- Executione
- ベストアンサー率43% (182/418)
＞周りに電子が無い宇宙空間で、発電機の部材が持つ電子が無くなるまで宇宙に電子を放出し続けたら発電しなくなる(発電機の耐久性や動力は考えないとして)ということでしょうか？ まず、周りの空間に電子があるかどうかは関係がありません。 発電機にモーターを取り付けたとして、発電機－配線－モーターの中で電子が循環するので、外部から電子を調達するわけではありません。といっても、発電機自体を動かすために、外部からエネルギーを与える必要はありますが。風力発電で言えば、風が吹かなければ、ただのプロペラの置物です。外部からエネルギーを供給し続けているので、発電機は回り続け、電気を送り続けることが出来ます。 ＞発電機の耐久性や動力は考えないとして という条件ですが、恐らく電子がなくなるより先に、機械のほうが故障するでしょう。 基本的に物質不滅の法則があるので、自由電子が勝手に消えてなくなることはなく、発電機-配線-モーターの中でとどまっています。 唯一無くなっていくとすれば、仕事関数以上のエネルギーを与えてやると、金属の外に電子が飛び出すということがありますから、徐々になくなる可能性もあります。 例えば、大電流を流して、金属部分を加熱してやれば、空間に飛び出してどこかに行ってしまうでしょう。やがて、自由電子の大部分がなくなるころには、金属のほうがボロボロになって、電気が流れなくなるでしょう。しかし、これは、どうみても無理やり故障させているようなものですから、ナンセンスです。 電気は、よく水の流れにたとえられます。 発電機－配線－モーターを、ダム－水道管－蛇口でたとえてみましょう。 ダムも水道管も蛇口付近も水がいっぱい詰まっていますが、まだ流れていません。金属の中に自由電子が一杯あるのと同じ。 ダムを開放し、蛇口を開けば、水が流れます。発電機を動かし、モーターを動かしたようなもの。 水漏れでも起こさない限り、ずっと水は流れ続け循環しています。 このとき、ダムの周りの山や水道管の埋められている地面など、外部の場所に水があってもなくても、このシステムには関係ないですね。発電機-配線-モーターの周りの宇宙空間に電子があってもなくても関係がないのと同じです。 やがてダムの水がなくなると、蛇口から水が流れなくなります。圧力がなくなって水は流れることは出来なくなりましたが、パイプの中には水が詰まったままです。ダムに再び水をためてやれば、また、流れるようになります。 風力発電で言えば、風が止まれば、電気も止まります。 パイプに穴を開けて、無理やり水を奪い取ってしまうと、パイプの中の水もなくなり、もう、このシステムは機能しません。 電気のシステムも、もし、無理やり自由電子を奪い去ることが出来たら、電気が流れなくなるでしょう。 （ただし、そういうことをするためには、金属が絶縁物になるほど錆びさせないとだめですが。） 長々と書きましたが、こんな回答で良いでしょうか。
お礼
丁寧なご回答、誠に有り難うございます。おかげさまで、理解出来ました。
- Executione
- ベストアンサー率43% (182/418)
特に金属の中は、電流の素になる自由電子が豊富にあります。 銅の自由電子密度は、およそ8.5×10^23個/m^3ぐらいです。 コイルや配線の太さにもよりますが、充分な電気を得ることが出来ます。 半導体や物性の本などに電流のことは詳しく書いてあります。
お礼
ご回答有り難うございます。 電磁力学の解説書は読んだことが有るのですが、ご回答に有る分野も読んでみます。補足質問についても、ご意見頂ければ幸いです。
基本的に電子はそこら中にあります。 もう数え切れないぐらいに・・ ＞＞送電線の端を接地してアースを取った場合、電子は循環しない訳ですが。 この発想が分からない・・ どうしてアースをすると循環しないと思うのでしょう。 電子・・それも最初にあった・・例えばＡとか名付けたであろう電子が回ってこないと、循環しない・・とでも思っているのでしょうか・ どこにでもある・・ＡでなくＺＺＺの電子なるものが代わりに来たって良い。 それで循環です。 まあ、無限とも思える玉突き状態・・とでも想像して下さい。 宇宙・・もちろん、宇宙空間でも発電は出来ます。 宇宙船を構成している原子は数え切れないほどあります。 それには、もちろん数え切れないほどの電子が・・・ その電子が無限とも思える玉突き状態で・・一見流れているかの如く見えるのです。 太陽電池・・これまた・・太陽電池が蒸発しない限り・・その装置の中で電子が玉突き状態で流れてる様に見えます。 これでよろしい？
お礼
ご回答有り難うございます。 空気といわず金属といわず、周り中から電子は発電機に引き寄せられる、ということですね。 補足質問の考えが間違っていたら、ご教授願えれば幸いです。
補足
ご回答有り難うございます。 補足させて頂きます。 宇宙で…は、宇宙に発電機を浮かべ、周りに電子が無い状態にしたらどうなるか？ という意味で述べました。 No.2様のご回答と合わせて思うに、周りに電子が無い宇宙空間で、発電機の部材が持つ電子が無くなるまで宇宙に電子を放出し続けたら発電しなくなる(発電機の耐久性や動力は考えないとして)ということでしょうか？
お礼
遅くなってすみません。 ご回答有り難うございます。 宇宙にも十分、電子は存在する→その電子が電磁誘導によって発電機のコイルに引き寄せられる、ということでしょうか？ それともNo.2様のご回答のように、周りの電子は関係ない、のでしょうか？ すみません、浅学故に、また質問になってしまいました。 光電効果についても、素人なりに学んでみます。