電場をかけた時の金属内の電子の動き方について

金属に電気を流すと熱が発生しますが、その原因は自由電子が動いて陽電子にぶつかった際に陽電子が振動するからだと説明されると思います。
導体に電場をかけると電子の移動が起きるそうですが、時間が経つと全ての電子はプラス極側に移動してしまうのですか？

導体に電場をかけた際には、自由電子が陽子にぶつかってジュール熱が発生しますと習います。
また、電場をかけた時はずっと熱が発生する印象があります。
自由電子の数は有限だと思うのですが、その場合、電場をかけた際に発生するジュール熱も最初だけ発生して電子が全てプラス極側に移動すればそれ以上熱は発生しないのでしょうか？
どなたか詳しい方教えてください。

No.2 ベストアンサー 回答者： endlessriver 回答日時： 2022/07/15 10:40

>その原因は自由電子が動いて陽電子にぶつかった際に陽電子が振動するからだと説明される<

●そのような説明はありません(難しい理論は知らないが)。
電子が分子・原子と衝突して、電界から受けた加速エネルギー
を放出して一定の速度になる。というような話かと思います。

>導体に電場をかけると電子の移動が起きるそうですが、時間が経つと全ての電子はプラス極側に移動してしまうのですか？<
●そうですが、瞬時に移動します。

>電場をかけた時はずっと熱が発生する印象があります<
●違います。電界中を電流が流れない(細かく言うと同じ方向に)
と熱は発生しない。

>自由電子の数は有限だと思うのですが、その場合、電場をかけた際に発生するジュール熱も最初だけ発生して電子が全てプラス極側に移動すればそれ以上熱は発生しないのでしょうか？<
●そうです。持続的に電流が流れなければ、熱は発生しない。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。納得しました。

お礼日時：2022/07/15 10:47

No.3 回答者： d9win 回答日時： 2022/07/16 04:25

金属に流れる電流が発生する熱は、大まかに言えば電子が(陽子ではなく)金属結晶の乱れた箇所に衝突することで生じます。

そして、#2回答にあるように、電場による加速と衝突による減速がバランスして一定の速度で動いている状況になってます。
そして、導体に電場を加えても、電子がプラス電極に移動してしまうことは起こり得ません。電流経路のあらゆる箇所で等質な状況が出現しています。電場が外部電圧(電源)を加えることで生じる場合には、電源端子の片方からは電子が供給されて、他方の端から電子は流れ出します。そのような機能を有するものだけが電源になり得ます。ともかく、電流経路には電子が必ず循環して、一定の状態が継続してます。
<https://oshiete.goo.ne.jp/qa/11720113.html> “導線を流れる電流”が参考になるでしょう。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます！参考になりました！

お礼日時：2022/07/16 10:47

No.1 回答者： finalbento 回答日時： 2022/07/15 10:30

細かい話ですが大事なツッコミ。

普通の物質に陽電子なんか存在しません。あったらエラい事です。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。書き間違いです。すみません。

お礼日時：2022/07/15 10:45