電気回路においてなぜスイッチを入れた瞬間電流はどこにでも到達できるのでしょうか。電流の正体は電子なの

電気回路においてなぜスイッチを入れた瞬間電流はどこにでも到達できるのでしょうか。電流の正体は電子なのは分かりますがスイッチを入れた"瞬間"流れるということは元々導線に満遍なくあった電子が一斉に同じ方向へ動いたため相対的に電荷の差が生まれてそれが電流として定義されているということであってますか？少しでも語弊があれば厳密に厳しく指摘して下さい。

No.6 ベストアンサー 回答者： pooh2016 回答日時： 2024/08/19 21:48

あなたのイメージされた通りです。

>電気回路においてなぜスイッチを入れた瞬間電流はどこにでも到達できるの
この表現が理解しずらく感じるのでしょう。
こう表現すればどうでしょうか
「スイッチを入れた瞬間、そこにあった電子が動き始めて電流となります」

イメージとして「水道にホースをつないで蛇口をひねるとき」
空のホースを蛇口に繋いで蛇口をひねってもすぐには水は出ません。
水が満たされたホースの場合は、蛇口をひねった瞬間に水が出てきます。

電気回路の場合、後者だと思ってください。

No.5 回答者： nabe710 回答日時： 2024/08/19 19:29

捕捉ですが、一点だけあなたの理解を訂正させてください。

質問文にある「満遍なくあった電子」、これは違います。
物質に応じて電子の数、密度も異なり、それはすなわち「通電のしやすさ」として違いが出ます。

電気も通しやすくコストも安いという点で銅(線)が多用されていますが、逆に通しにくいことを目的に抵抗や絶縁体もあり、通すにしても条件を満たしたときだけとして「半導体」があったりもするわけです。

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2024/08/19 19:24

スイッチを入れることで導体の中の「電場」が光の速さで伝わり、電子がその電場に従って動くのです。

１個の電子自体の速さは「秒速数 cm」程度ですが、「ところてん」のように自由電子を押して、１秒後には 30万 km 先の電子も押し出されて動きます。

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2024/08/19 19:23

電気回路の設問で言われる「スイッチを入れた瞬間」と言うのは、

t=0を指し、スイッチを入れる前の状態を言います。

その後、時間の経過とともに、回路構成に応じた電流が流れ始めます。

電流と言うのは電子の移動速度ではないのです。
電子の移動速度は、導体内では数cm/秒と言われ、非常に遅いです。
ただ、導線に電気が伝わる速度は光速に近くなりますが、
これは、電気の伝搬速度、と言ったほうが正しいと思います。

例えば、水面の波が進む速さと言うのは、
水の移動速度ではなく、水の上下振動の伝搬速度だ、
と言うのと同じです。

No.2 回答者： hnks192059 回答日時： 2024/08/19 18:53

ものすごく速いから人間は”瞬間”と感じているだけなのかなと思います

宇宙規模に距離の長い回路だと遅さを感じるかもしれません

No.1 回答者： nabe710 回答日時： 2024/08/19 18:53

そのとおりです。

ですのであらかじめ電子を持った金属などの「導体」以外は電気を通さない。
当たり前なことですね？