電流の向き

一般小学生

まとめ

  • 電気回路において、正極(プラス極)から負極(マイナス極)へ流れると定義されている電気の方向。
  • 電流の向きが変化すると、導線の周囲に発生する磁界の向きや、磁場から受ける力の方向も逆転する。
  • 歴史的な定義により「プラスからマイナス」とされるが、実際の電子の移動方向は「マイナスからプラス」である。

解説

電流の向きは、19世紀に電気が研究され始めた際、便宜上「プラスからマイナスへ流れるもの」と定義されました。その後の科学の発展により、金属中を実際に移動しているのは負の電荷を持つ「電子」であり、その移動方向は電流の定義とは逆の「マイナス極からプラス極」であることが判明しました。現在でも、物理学や電気工学の諸法則(右ねじの法則フレミングの左手の法則など)は、この「プラスからマイナス」という電流の向きを基準に体系化されています。

電流の向きを制御することは、電気機器の動作において極めて重要です。例えば、直流モーターでは「整流子」と「ブラシ」という部品を用いることで、コイル半回転するごとに流れる電流の向きを切り替え、常に一定方向への回転力を得ています。また、光電池太陽電池)への光の当て方や、手回し発電機ハンドル回転方向を変えることでも、発生する電流の向きを変化させることができます。

コラム

電流の向きと磁界には密接な関係があります。直線状の導線に電流を流すと、その周囲には電流の向きを軸とした同心円状の磁界が発生します。この向きは「右ねじの法則」で判断でき、電流の向きを逆にすれば磁界の向きも反転します。この原理を利用した電磁石では、電流の向きを変えることでN極S極を入れ替えることが可能です。また、コンデンサー(蓄電器)に電気を蓄える際も、どの向きに電流を流して充電したかによって、放電時に取り出せる電流の向きが決まります。

小学生のみなさんへ

電気の流れる向きのことを「電流の向き」といいます。乾電池を使った回路かいろでは、電気は必ずプラス極からマイナス極に向かって流れます。この向きは、電池の向きを逆にしたり、手回し発電機を回す方向を逆にしたりすることで変えることができます。

電流の向きが変わると、いろいろな変化が起こります。たとえば、プロペラを回すモーターに流れる電流の向きを逆にすると、プロペラの回る向きも反対になります。また、方位磁針の近くに流れる電流の向きを変えると、針の振れる向きも逆になります。このように、電流の向きは機械の動きや磁石の力に大きな影響を与えています。

ルラスタコラム

昔の科学者たちは、電気はプラスからマイナスへ流れると考えました。しかし、あとになって、実は「電子でんし」という小さな粒がマイナスからプラスへ動いていることがわかりました。今でもルールとして「プラスからマイナス」と決めて使っていますが、中身は逆方向に動いているなんて不思議ですね。

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