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電気の伝わる速さは最高どれくらいなのでしょうか?もちろん、流す金属、電圧、電気抵抗、温度、気圧?他、最高の状態の条件下で時速で表すとどれぐらいでしょうか?

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A 回答 (7件)

電線を伝わる電気の速度(伝播速度)は絶縁体の誘電率に影響を受けます。


誘電率が真空と同じであれば光速とおなじになりますが、実際の電線の誘電率は真空と同じではありません。
例えばテレビのアンテナケーブルに使うような同軸ケーブルでは光速の約7割ほどになります。
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この回答へのお礼

フーン!?超伝導状態と言う事とはちがいますか?電気抵抗が0の状態大気中だと真空。やはり電圧がかかると同時に電流となる??ですか。面白いですね。No.7さんは貴方の説を支持してますが。
光速ではなくやや遅い。ありがとうございます。

お礼日時:2007/12/31 19:54

 電気電子工学を専門とする者です。

ANo.6さんの回答が正解です。電磁界が通る誘電体の「誘電率(ε)」の影響を受け、伝播速度はその分だけ光速より遅くなります。
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この回答へのお礼

No7さま貴方の登場で微妙であった回答が決着を見ました。
超伝導状態ならば光速ですか?物理はおもろいですね
終盤になって決着が付きました。ありがとうございます。中学のときに理科室のニクロム線の1ロールを見た時から豆球をつないで時間が必ずかかると自問自答して先生には聞きませんで今になってしまいました。
ありがとうございます。うれしい。

お礼日時:2007/12/31 20:09

私は電子の動きを実際に見たことがある者です。


電子(自由電子)自体の動きは想像以上に遅いものでした。
しかし一般に、電気は1秒間に地球を7.5周すると言われているのはなぜか。

ホースの中にパチンコ玉を1列にぎっしり詰めた状態を想像してください。パチンコ玉を「自由電子」と仮定すると、これが「導体」と言われるものです。
で、ホースの端から電圧をかける、つまりホースの中にパチンコ玉を1個2個と入れて行くと、もう一方のホースの端からは、入れた数だけパチンコ玉が溢れて落ちて行きます。
このパチンコ玉の動きが「電流」なんです。

つまりパチンコ玉(自由電子)が移動する速度はかなり遅いのですが、1個供給すると反対の端から1個こぼれ落ちると言う「反応の速さ」が、一般に「電気の伝わる速さ」と言われているのです。

この自由電子も「物質」なので、移動するのに必ず「抵抗」を受けます。これは導体の材質によって随分と大きさが違います。
詳細については、他の方の回答にありますので省略しますが、質問文に「電気の伝わる速さ」とありましたのでこう言う回答をさせていただきましたが、もしピントがずれていたらゴメンナサイ!。
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この回答へのお礼

比喩がやさしくありがたいです。
電子の動きの遅い事にも興味を覚えました。
ありがとうございました。

お礼日時:2007/12/31 10:44

「電気の伝わる速さ」と言うのが電流を運ぶ担体(例えば電子)の速さだとすればそれは時速数Km程度のものです。


http://www.mogami.com/puzzle/pzl-05.html

電灯のスイッチを入れる場合、電灯とスイッチの間が離れていてもほぼ一瞬で電灯がつきますが、この時伝わるのは電子などではなく電磁場です。この電磁場の速さは光の速さになります。
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この回答へのお礼

なるどと思える回答をありがとうございました。

お礼日時:2007/12/31 10:37

「伝わる速さ」は材質、電圧、電流などには無関係で一定です。


(光速)=399792458m/s およそ秒速30万kmで伝わります。

電荷の「流れる速さ」であれば、もっとずっと遅くなります。
材質、電路の太さ、電流によって違う。
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この回答へのお礼

うなづける回答ありがとうございました。

お礼日時:2007/12/31 10:34

普通、電気はほとんど光速で伝わります。


電子が光速で動く訳ではなくて、電圧が掛かった時に全体が少しづつ移動することによって光速で伝わったとことになります。
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この回答へのお礼

うなづける回答をありがとうございます。

お礼日時:2007/12/31 10:40

電気の速さ?



導体の中の電界は、光速で伝わりますが。
でないと国際電話ができません。
流れる電子の速さなら、まあ秒速数ミリといったところでしょう。
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この回答へのお礼

納得しました。ありがとうございました。電子にも質量があり物質でしょうが、自由電子は空気中を移動するのでしょうか。

お礼日時:2007/12/31 10:48

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Q電気の速度って?

電気にも速さはあると思いますが、銅線を流れる電気の速さを教えて下さい。
100ボルトの家庭用の電気とか、テレビの同軸を流れる高周波も電気と思うのですが、みな速度は同じですか?

空気中の光と光ファイバーの中を通る光の速度にも違いはあるのですか?

Aベストアンサー

こんばんは。

↓色々書いてありますが、結論として電気の速度はどの導体内でも光速(30万km/s)だそうです。

参考URL:http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/velocity.htm

Q電気よりも光の方が早い理由を教えてください

電子の速度が遅いのは分かります。
ですが電気の速度は約30万km/sですよね。
それは光の速度とほとんど同じですよね。
電子に質量がある限り光は超えられないと思いますが。

インターネットで言えば、_ADSL<光インターネット_なのはなぜですか?
(サーバーから家までの伝達はほぼ同じだが機器の違いによりLANへの変換に手間取るせい?)
(一回に送れる情報量が光のほうが多いのですか?)

何かと最新技術は電気ではなく、光を使いますよね。
人間の脳も光ネットワークに出来れば、頭の回転が良くなりそうですね?^^
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

光も電子も量子論では粒子です。相対性理論から粒子のエネルギーE、運動量P、静止質量mとすれば、
  P=E^2/c^2-m^2c^2
が成立します。Pは速度に比例すること、光はm=0ですから、光は電子より速度は早くなります。
しかしADSLにおいて情報を伝えるのは、発信場所における電子の動きが電話線(銅線)における電磁場(これは光)の変化となって、その変化が受信場所に伝播して情報として認識されます。
光ファイバーの場合は銅線でなくて、石英ガラスを光(電磁波)が伝播して情報が伝達されます。しかし電磁波が銅線を伝播しようが、ガラスを伝播しようが速度に大差はありません。重要なのは光の振動数νです。電話線は100kHz位、光ファイバーは100THz位で10^9位相違します。量子論の不確定性原理から、振動数帯域幅Δνと信号情報確定継続時間Δtとの間には、
   Δν・Δt > 1
が要求されます。従って振動数の大きい光ファイバーの方がΔνが広くて、Δtが小さく
取れるために、与えられた時間内に情報を沢山送り出すことが可能となります。
詳細はブリルアン「科学と情報理論」を参考にして下さい。

光も電子も量子論では粒子です。相対性理論から粒子のエネルギーE、運動量P、静止質量mとすれば、
  P=E^2/c^2-m^2c^2
が成立します。Pは速度に比例すること、光はm=0ですから、光は電子より速度は早くなります。
しかしADSLにおいて情報を伝えるのは、発信場所における電子の動きが電話線(銅線)における電磁場(これは光)の変化となって、その変化が受信場所に伝播して情報として認識されます。
光ファイバーの場合は銅線でなくて、石英ガラスを光(電磁波)が伝播して情報が伝達されます。しかし電磁波が銅...続きを読む

Q送電線を伝わる電気の速さ

たとえば,10万ボルトの送電線においては,どのくらいの速さ(km/秒)で
電気が流れているのでしょうか?
(もしくは,真空を伝わる光の最高速度と比較すると何割くらいのスピード規模
になるでしょうか?)

もし速さを割り出す計算式を解説しているホームページがあれば紹介ください.
中学生がわかるようなレベルで解説くださると助かります.

Aベストアンサー

>もし”2”のように,次々に電子が超高速で押し出されるのならば,個体Aの電子もまた,同じスピードで押し出され,結局は1も2も同じ速さではないのか?

具体的な定数を覚えていませんので.御自身で計算してみてください。
銅の1辺が1cm立方体で平行する2つの面に毎秒1Aの電流が流れたときに.
1.流れる電子の数を求めてください。
2.銅の遊離電子が2個存在すると仮定して.立方体中の遊離電子の数を求めてください。
3.立方体のすべての遊離電子が順番に押し出される(押し出し流れ)と仮定して.立方体中の電子が入れ替わるのに必要な時間を求めてください。
4.銅中のすべての電子雲中の電子が順番に押し出されると仮定して.立方体中の電子が入れ替わるのに必要な時間を計算してください。
(本来は.交換可能な電子雲がかぎられています。が.私はその軌道を覚えていません。実際には.3d2s2p軌道の混成軌道を考えますが.さて.どの軌道だったでしょうか)
5.流れる電子のもつエネルギーから.電子の運動エネルギーを推定し.先に上げた混成軌道のもつエネルギー分布と比較して.原子が並ぶ面上に1個の電子が隣に移動する確率と.元の方向に戻る確率を求めて...(以下.考え方を忘却)。
(これは.金属の中の電子が必ずしも同じ方向に移動しない(熱運動の為に跳ね返されてしまう).など.押し出し流れ以外の電子の動きを想定した内容ですが.考え方を忘却しました。半導体関係の電子帯の考え方を眺めれば書いてあるかと思います)

これで.ある程度の考え方が分かるかと思います。計算はかなり前にしたきりなので.実際のところどうなるかは覚えていません。

>もし”2”のように,次々に電子が超高速で押し出されるのならば,個体Aの電子もまた,同じスピードで押し出され,結局は1も2も同じ速さではないのか?

具体的な定数を覚えていませんので.御自身で計算してみてください。
銅の1辺が1cm立方体で平行する2つの面に毎秒1Aの電流が流れたときに.
1.流れる電子の数を求めてください。
2.銅の遊離電子が2個存在すると仮定して.立方体中の遊離電子の数を求めてください。
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Q基板上を伝達する電気信号の速さ

PCのマザーボードなどで、基板の銅トレース上を信号が行き交っていると思いますが、実質どのくらいの速さになるのでしょうか?

電気自体の伝達としては光速(30万km/s)という話も聞きますが、
銅の中だと、誘電率なども関わってきそうですし、
電子自体はフェルミ速度で比較的低速(1500km/sくらい?)ですが、トコロテン押し出し原理のように、電界が発生すれば、目的地の一つ手前の電子が押し出される為、やはり光速と認識して良いとの話も聞きます。
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(クロック分は使用するクロックに依りますが。)
過去の質問にも同様の質問が何件かありましたが、
いまいちスッキリしなかった為、質問させて頂きました。
御教授の程、よろしくおねがいします。。

Aベストアンサー

基板上を流れる信号(今回の場合デジタル波形)は基本的には光速と
考えてよいようです。
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/velocity.htm
プリント基板の場合、絶縁体(誘電率があるε)をはさんで内層導体と
表面の信号ラインがあるので、同軸ケーブルと同じイメージの
伝送ラインと考えることが出来ると思います。
http://www.mogami.com/puzzle/pzl-18.html
から引用
Vp = c / sqrt(μs*εs) (1)
ここに
Vp = 位相速度 (m/s)
c = 真空中の光速 (m/s)
= 2.99792458e8 (m/s) (注1)
μs = 媒質の比透磁率
εs = 媒質の比誘電率

例としてFR-4(ガラスエポキシ基板)ではεr=4,6~4.7程度と記憶しています。基板に形成される伝送路上では式(1)に従って、信号の伝わる
速度は若干光速より遅くなるようです。

参考URL:http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/velocity.htm

基板上を流れる信号(今回の場合デジタル波形)は基本的には光速と
考えてよいようです。
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/velocity.htm
プリント基板の場合、絶縁体(誘電率があるε)をはさんで内層導体と
表面の信号ラインがあるので、同軸ケーブルと同じイメージの
伝送ラインと考えることが出来ると思います。
http://www.mogami.com/puzzle/pzl-18.html
から引用
Vp = c / sqrt(μs*εs) (1)
ここに
Vp = 位相速度 (m/s)
c = 真空中の光速 (m/s)
...続きを読む

Q漏電遮断器の原理を教えて下さい

現在専門学校で電気を勉強しているものです。

漏電遮断器の原理がいまいちよく分かりません。

特に接地(アース)していないと漏電遮断器が働かないという根拠が分かりません

電気に詳しい方、教えていただけませんか?

Aベストアンサー

一般の家庭用の100vや200vの電気は電力会社から高圧(一般家庭近くでは6,600v)で送られてきて、電信柱の上のトランスで、100vや200vに落とされて家庭に配られますが、この柱上トランスの100vの片線と200vの中性線が故障のときの安全のために地中にアース線としてつながっています。電流は電子の移動なので、必ず出て行った分と同じだけ戻ってきます。もしこれが違っていたときは電流がどこかに漏れていることになるので、この差を検出して電流を遮断するのが漏電遮断器です。まず漏電の状態を考えてみますと、電気が流れている電気製品で、電線の被服が破損して電気製品のボディーに接触したとします。この時破損した側の電線がアース側なら電位が同じなので何も起きません。また反対側でも電気製品のボディーが完全にゴムか何かの絶縁体の上に乗っていれば漏れ電流が流れないので漏電遮断機は働きません、あくまで遮断器のところを通る電流の差が規定値(50mA程度)を超えた場合のみ働きますから。ここでこの電気製品のボディーを地面に接触(アース)させると電流がボディーからトランスのアース側へと流れて漏電遮断機に流れるプラスマイナスの電流値に差が出て漏電遮断機が働くことになります。つまりこの意味で、アースしていないと漏電遮断機が働かないのであって、漏電遮断機そのものをアースする必要は全くなくまたそんな端子もありません。

一般の家庭用の100vや200vの電気は電力会社から高圧(一般家庭近くでは6,600v)で送られてきて、電信柱の上のトランスで、100vや200vに落とされて家庭に配られますが、この柱上トランスの100vの片線と200vの中性線が故障のときの安全のために地中にアース線としてつながっています。電流は電子の移動なので、必ず出て行った分と同じだけ戻ってきます。もしこれが違っていたときは電流がどこかに漏れていることになるので、この差を検出して電流を遮断するのが漏電遮断器です。まず漏電の状態を考えてみますと...続きを読む

Q電気の流れ方

小学生のころ、体育館で各点に豆電球を配置した長いエナメル線に電池をつなげ、
電気が一斉に点灯する実験をしたことがあります。
これに関して、本当に同時に点灯しているか?という疑問です。

地球一周規模の同様のものを考えた場合どのようになりますでしょうか?
電池は電圧、電流ともに十分あるものとして、
前提条件を併せて(電線に抵抗が無い、電子の分布が一様、等)
回答いただけるとありがたく思います。

Aベストアンサー

 直列電球の話は昔から議論されています。私もいろんなヒトと時々議論しますが、いろんな説が飛び出して楽しいですね。

 電球同士が遠くに離れていると「離れた所での同時とは、どういうことか?」という相対論の問題が出てきてしまってややこしいので、「電球はみな一カ所に集めてあり、その間を長いケーブルでつないである」と考えるのが良いです。また本物の電球は暖まると抵抗が大きくなるという性質を持っていますが、ここでは抵抗は一定であるとします。ケーブルは抵抗がないものとします。ケーブルは輪に巻くとコイルになってしまうし、近づけるとコンデンサーになってしまうなど、いろいろやっかいな性質を持っていますが、これらの性質は無視できるものと仮定しましょう。電池は十分な容量があって電流によって電圧低下を生じないものと理想化するのが良いでしょう。初めに回路を構成し、電池をつないで、スイッチを切った状態で十分に待ちます。これは、回路の中の電子密度分布が落ち着くまで待つためです。そして、いよいよスイッチを入れます。

今のところ尤もらしいと思われる結論だけ申しますと:
 スイッチから遠い電球は、スイッチが入った事がすぐには分かりません。従ってスイッチに近い電球から順に反応がはじまります。つまり全部が一斉に反応することはありません。(一斉に点灯するためには、電球が相互に時計合わせをする必要がありますが、電球には時計はついていませんから、これは無理です。)
 スイッチを入れることによって、スイッチから、両方のケーブルへ電位の変化が光速に近い速さで伝わっていきます。電池がどこにあるかは関係ありません。ケーブルの中の電子の移動速度はごく遅い(普通の導体では0.1mm/secとか)けれども、「電子が動いているかどうか」という状態が伝わっていく速さは速いのです。
 スイッチに一番近い電球(どちら側でも)がまず点灯します。しかし点灯したままではなく、やがて消えてしまいます。というのは電球の両側の電位差を、電球が電流を流すことによって食いつぶしてしまうからです。そして再び点くのですが、さっきほどは明るくない。また暗くなります。これを反復してだんだん一定の明るさに近づいて行く。なぜなら、どの電球も、ほかに何個の電球がついているかは分からない。だからどんな明るさになればいいのか、すぐには決まらないのです。
 また、電球が点灯することによって電位の変化が起こり、これもまた電球から両側へ伝わっていきます。(一度消えた電球が再び点くのは、隣の電球からこの変化が届いた時です。)このような振動がそれぞれの電球で起こり、とうとう全体が明滅する状態になります。この振動が収まって、それぞれの電球は一定の同じ明るさに落ち着く、と考えられます。

 最初の電球が点いた時点でスイッチを切ったらどうなるのか、スイッチを切ったり入れたり繰り返すと点滅の振動を維持できるのか、など、疑問は尽きません。

 直列電球の話は昔から議論されています。私もいろんなヒトと時々議論しますが、いろんな説が飛び出して楽しいですね。

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Q電気は、なぜ流れるのでしょうか?

私の回答は、「物質は電子という電気を持った粒のようなものを持っており、その粒が一定方向に動くと電流が導体を流れる。」
なのですが、会社の上司に違っていると叱られました。
上記の回答は手段であって、原理や仕組みではないと言われました。
「なぜ流れるのか?」という答えは、小学生の理科でやったし、小学生なら回答できるとまで言われました。
小職が、いろいろ調べたのですが、やはり上記の回答以上のものが出ませんでした。
仕組み、原理に理に叶う回答があれば
お教えいただけませんでしょうか。
皆様、お忙しいところ、恐縮ですが、宜しくお願い申し上げます。

Aベストアンサー

電気=電流は何故流れるのか?
小学生レベルでは、「電源(電池)の+-に負荷(電球)を電線で接続(回路)すると電流が+から-方向に流れる」程度だったような気がしますが。。。
電流は電源があっても、導体(電線など)で閉回路を構成しないと流れません。これは小学生で習います。

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Q「すいません」と「すみません」どちらが正しい?

 タイトルにあるとおり、素朴な疑問になりますが、「すいません」と「すみません」ではどちらが日本語として正しいのでしょうか。分かる方ぜひ教えてください。

Aベストアンサー

もともとは「すみません」ですが、「すいません」と発音しやすく変えたものもたくさん使います。
話す時はどちらでもいいですよ。

ただ、私個人の語感で言うと、公式的な場では「すみません」の方がいいような気もします。「すいません」はちょっとくだけた感じかな。でも、これはあくまで私個人の語感。人によって、あるいは地方によっても感じ方は違うだろうと思います。

書くときはもちろん「すみません」にしましょう。

発音しやすく変化した発音の他の例としては
手術(しゅじゅつ→しじつ)
洗濯機(せんたくき→せんたっき)
などがあります。これも、話す時にはどちらでもいいです。「しじつ」「せんたっき」と書いてはいけませんが。

Q「以降」ってその日も含めますか

10以上だったら10も含める。10未満だったら10は含めない。では10以降は10を含めるのでしょうか?含めないのでしょうか?例えば10日以降にお越しくださいという文があるとします。これは10日も含めるのか、もしくは11日目からのどちらをさしているんでしょうか?自分は10日も含めると思い、今までずっとそのような意味で使ってきましたが実際はどうなんでしょうか?辞書を引いてものってないので疑問に思ってしまいました。

Aベストアンサー

「以」がつけば、以上でも以降でもその時も含みます。

しかし!間違えている人もいるので、きちんと確認したほうがいいです。これって小学校の時に習い以後の教育で多々使われているんすが、小学校以後の勉強をちゃんとしていない人がそのまま勘違いしている場合があります。あ、今の「以後」も当然小学校の時のことも含まれています。

私もにた様な経験があります。美容師さんに「木曜以降でしたらいつでも」といわれたので、じゃあ木曜に。といったら「だから、木曜以降って!聞いてました?木曜は駄目なんですよぉ(怒)。と言われたことがあります。しつこく言いますが、念のため、確認したほうがいいですよ。

「以上以下」と「以外」の説明について他の方が質問していたので、ご覧ください。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?qid=643134

Q電線を流れる電流の速度と電子の速度?

光の速度は30万km/secといわれますが、光ケーブルでの伝送速度はその2/3というのが一般的なようです(光速なのか、情報伝播速度なのかは不明ですが)。
電線を流れる電流の速度はどのくらいになるのでしょうか? また、電子の速度は?

Aベストアンサー

こんばんは。

>>>電線を流れる電流の速度はどのくらいになるのでしょうか?

「電流の速度」って何ですか?
電流は、あくまでも電流であって、1秒当たり1クーロンの電荷が流れる場合に1アンペアです。
ここで、1クーロンというのは、6.24 × 10^18 個の電子に相当します。


>>>また、電子の速度は?

毎秒10マイクロメートル(0.01mm)のオーダー(桁)であるらしいです。
おそらく、想像されていた数字より遅すぎて、驚かれるのでは。


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