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導体と不導体の違いをイラストで理解しよう!【イメージ重視の物理基礎】

  • まずはザックリ理解したい
  • イメージを優先したい
  • 苦手を克服したい

このような方向けに解説をしていきます。

【今回わかること】

  • 導体と不導体の違い
  • 導体内での電気の動き方
  • 不導体内での電気の動き方

そもそも導体と不導体とは?

  • 導体:電気を通しやすい物質。
    (金、銅、アルミニウムなど)
  • 不導体:電気を通しにくい物質。絶縁体ともいう。
    (ゴム、ガラス、プラスチックなど)

物理基礎では、導体や不導体の具体例をたくさん言えないと問題が解けないということはありません

導体の代表例は「金属」、不導体の代表例は「ゴム」で覚えておきましょう!

 

 

導体とは「電気を通しやすい物質」のこと

金、銀、銅のような金属は電気を通しやすいです。

例えばスマホの充電ケーブルは、周りのカバーを剥がすと中から電気を通しやすい導線が出てきます。

このような電気を通しやすい物質のことを導体と呼びます。

導体の中で電気がどのように動いているのかイメージできるようにしていきましょう!

導体をどんどん細かくしていくと、最終的には原子に行きつく。

原子は原子核(プラス)と電子(マイナス)」でできていて、電子に特徴があります。

原子核を離れて自由に動くことができる。なので自由電子と呼ぶ。

イメージとしては、プラス君の近くにマイナス君が立っている状態。

ここで大切なのは、マイナス君はどっかに移動することもできるということです。

ではこの場に突然マイナスちゃんが登場したら、マイナス君はどうなるでしょうか?

プラスちゃんの魅力に惹かれて、マイナス君は走り出してしまいます。

つまりプラス君の元から離れて、どっかに行ってしまうということですね。

このイメージを上空から見た立場で考えると、次のような図になります。

自由電子はどこまでも動くことができるので、すべての自由電子が右に動き出します。

この電子の流れが電流の正体です。

このような現象を「静電誘導」と呼ぶので、余裕があれば覚えておきましょう。

まこと
導体のなかで電気がどのように動いているかイメージできるようにしておくのが大切!

 

 

不導体とは「電気を通しにくい物質」のこと

ゴムやガラスは電気を通しにくい物質として有名です。

例えばスマホの充電ケーブルでは、触っても感電しないように周りをゴムのようなカバーで囲っています。

このような電気を通しにくい物質のことを不導体と呼びます。

絶縁体誘電体不良導体と呼ぶこともあるので、覚えれそうなら覚えておきましょう!

不導体の中で電気がどのように動いているのかイメージしていきます。

原子核を離れることができない。

イメージとしては、プラス君とマイナス君が手をつないでいる状態。

ここで大切なのは、マイナス君はプラス君と一定の距離以上離れることができないということです。

ではこの場に突然マイナスちゃんが登場したら、マイナス君はどうなるでしょうか?

 

プラスちゃんの魅力に惹かれて、マイナス君は走り出してしまいます。

しかしプラス君と手をつないでいるので、マイナスちゃんの元までたどり着くことはできません。

このイメージを上空から見た立場で考えると、次のような図になります。

 

電子は頑張って右に動こうとするけど、原子核から離れることができないので、原子核の右隣まで動くのが精一杯。

つまり電子の流れ(電流)は発生しません。

これが電気が流れないということです。

この現象を「誘電分極」と呼ぶので、余裕があれば覚えておきましょう。

まこと
不導体のなかで電気がどのように動いているかイメージできるようにしておくのが大切!

 

 

まとめ

  • 導体は「電気を通しやすい物質」
  • 不導体は「電気を通しにくい物質」
  • 導体の電子は「自由電子」なので、どこまでも動く
  • 不導体の電子は、原子核から離れることができない

 

 

例題

 

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