導線

一般小学生

まとめ

解説

導線は、電気回路を構成する最も基本的な要素です。主に銅やアルミニウムなどの導電率が高い金属が材料として選ばれます。これは、金属原子が持つ「自由電子」が電界の影響を受けて移動することで電流が生じるため、自由電子を豊富に含む物質が適しているからです。銀は最も抵抗が小さいですが、コスト面から一般的には銅線が広く普及しています。

物理的な特性として、導線の抵抗値は材料の抵抗率に比例し、断面積反比例、長さに比例します。そのため、大きな電流を流す場合には、発熱を抑えるために断面積の大きい(太い)導線が使用されます。また、実用的な導線は、短絡(ショート)の防止や感電防止のために、ポリ塩化ビニルゴムなどの絶縁体で被覆されているのが一般的です。

コラム

導線に電流を流すと、その周囲には同心円状の磁界が発生します。この磁界の向きは「右ねじの法則」に従い、電流の向きを逆にすると磁界の向きも反転します。この性質を利用して導線を幾重にも巻いたものが「コイル」であり、電流を流すことで強力な磁界を生み出し、電磁石として機能させることができます。方位磁針を用いた実験では、導線の上下どちらに磁針を置くかによって、針の振れる向きが変わることを確認できます。

小学生のみなさんへ

導線とは、電気を通しやすい金属で作られた、電気の通り道になる線のことです。理科の実験で電池と豆電球をつなぐときに使う、あの線のことを指します。中身は主に「どう」という金属でできていて、まわりは感電しないようにビニールなどで包まれています。

導線に電気が流れると、そのまわりには磁石のような力(磁界じかい)が発生します。導線の近くに方位磁針ほういじしんを置いて電気を流すと、針がピクッと動くのはこのためです。電気を流す向きを変えたり、導線の上下で方位磁針ほういじしんの位置を変えたりすると、針の振れる向きも変わります。

また、導線を何回もグルグルと巻いたものを「コイル」と呼びます。導線をたくさん巻くほど、電気を流したときに発生する磁石の力は強くなります。これを利用して、モーターを回したり、重い鉄を持ち上げる電磁石でんじしゃくを作ったりすることができるのです。

ルラスタコラム

実は、電気を一番よく通す金属は「銀」なんです。でも、銀はとても値段が高いので、世界中の電線に使うわけにはいきません。そこで、銀の次に電気を通しやすくて、値段も安めな「銅」が導線の主役として使われているんですよ。

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