なぜ論理回路は電流の流れる方向が前提になっているのでしょうか

Question

電流と電子の流れる向きは逆と習ったのですが、
本に載っているANDやORなどの論理回路は電流が流れる方向を前提に
入力と出力が書いてありました。

それで動作に問題ないということは
設計としては電流の流れる向きを前提にして問題ないということだとは思います。

しかし、「電子」は電流と逆の向きで流れているので、
なぜ、論理回路を出力から入力に向かって流れて計算結果が無茶苦茶または回路が破壊されないのかが分かりません。

電気の歴史としては、
電流の流れる向きを定義した後に
電子の流れる向きが発見された訳で、
実際の電気の流れは電子の流れの向きが正しいんですよね？

tknakamuri · Accepted Answer

うーん、どうも考えていることがわかりません。

以下は TTL で出力が Lレベル(低電圧出力)の時の図です。

TTLの出力は TTLの入力から電流を吸い込んで動作します。
TTLの出力のスイッチの抵抗は小さいので、TTLの入力の
入力電圧は、電源電圧を入力抵抗と出力抵抗で分圧されたものになります。
下のスイッチがOFF, 上のスイッチがONなら、入力からの電流の吸い込みが
止まり、入力電圧は +5 まで上昇します。

つまり、出力のスイッチの動作が 入力の電圧として伝わります。

電流の物理的な向きがどの辺で問題になるとお考えですか？

horityan-5 · Answer

まず、質問者様の勘違いは、電流とは電子の流れでは有りません、
電流とは電荷の流れですので方向は関係ありません。
質問１は、その通りだと思われます
質問２は、法則が破綻しないので、ただし現代物理学では、
電気工学の根幹を成すオームの法則が破綻しそうですね、
たぶん破綻すると思います、量子力学を勉強してくださいね。

tknakamuri · Answer

例えばロープをひっぱるとベルがなるような
古風な呼び鈴があるとします。

ロープをひっぱるとロープ自体はベルから
あなたの方向に動きます。しかしベルを鳴らす
というあなたの行為は、あなたの手からベルへ
伝わります。

ロープの動く方向とロープが力を伝える
方向は逆になっています。

zcbmadgj1 · Answer

>▼質問１：論理回路図上では電流の向きは問題にならないということ？
>今までのご回答を見たところ、
>「論理回路は実際の回路の実装方法には依存しないため、論理回路図上では電流の向きは問題にならない。」
>ということなのでしょうか？

電流の向きは問題になりますが、電子の流れる方向は問題にはなりません（考慮されていません）。

＞▼質問２：電子は－から＋に流れる事が分かった後も、電流は＋から－に流れる事にしても問題ない理由とは？
＞これはまた別で質問で投稿した方がいいのかもしれませんが、
＞電流と電子で流れる向きが逆でも問題ないのは、
＞「問題がある部品はエミッタなどの別名を使うから」でしょうか？
 ＞補足日時：2015/04/07 01:46

電流が＋からーに流れると決めてあるのでそれを使っているだけで、かりに世界標準で「電流はーから＋に流れる」と決めてあれば、脳内の天地をひっくり返して逆に考えればいいだけの話です。

「エミッタなどの別名」という意味は良く分かりませんが、エミッタはトランジスタの端子の名前であり、何かの別名ではありません。

zcbmadgj1 · Answer

電流＝電子の流れ　ではありません。

金属中の電流が流れると電子が移動しますが、電解液に電流が流れると、イオンが移動します。
例えば、陽イオンはプラス→マイナスの方向へ移動しますので、移動する方向は電流の方向と一致しています。

fxq11011 · Answer

補足
電子の動きと電流は本来無関係と割り切れば？。
電子はマイナス電荷のため、電場では当然プラスにひかれて移動する、結果的にそうなるだけで、その動きと電流には直接の関係はなし。
よく水の流れにたとえられますが、蛇口にたとえれば、開けば圧力が下がります、つまりマイナス圧力ですね、マイナス圧力（情報）は蛇口から本管のほうへ伝わりますね、実際に起こる現象は、水が本管から蛇口のほうへ移動しますね。
マイナス圧力がこう伝わるから・・・・なんて考える人まずいませんね。

fxq11011 · Answer

補足
電子の動きと電流は本来無関係と割り切れば？。
電子はマイナス電荷のため、電場では当然プラスにひかれて移動する、結果的にそうなるだけで、その動きと電流には直接の関係はなし。
よく水の流れにたとえられますが、蛇口にたとえれば、開けば圧力が下がります、つまりマイナス圧力ですね、マイナス圧力（情報）は蛇口から本管のほうへ伝わりますね、実際に起こる現象は、水が本管から蛇口のほうへ移動しますね。
マイナス圧力がこう伝わるから・・・・なんて考える人まずいませんね。

fxq11011 · Answer

電子の動き＝電流の流れと反対、確かにそうですが。
電子は物ですね、電流は一種の情報です、この情報は光速で伝わります、従って、流れる、という表現は必ずしも適当ではありません、物質である電子は光速では伝わりません。
マイナスの情報が伝わることは、プラスの情報が逆方向に伝わることになります。

ricardo_ · Answer

質問の意味が良く分らないな。
エネルギーの伝わる向きと電子の移動を言っているのかな。

二つのプーリーとベルトで動力を伝える場合を考えて下さい。
ＡからＢに動力を伝える場合に、片方のベルトはＡからＢに動くけど、反対側のベルトはＢからＡに動くよ。
　プーリーが逆転する事も有るでしょう。ベルトの動く方向を見ても、動力の伝わる方向は分りません。

「電流の向きは電子の流れの向きと逆が正しいんですよね？」ならばＹＥＳ。
「電力の向きは電流の向きと同じが正しいんですよね？」ならばＮＯ。

oshietejoe · Answer

論理回路の設計には電流を意識する必要がありますが、論理とは0と1の組み合わせであり電流でなくて電圧で値を決めますので論理的には電流は関係ありません。（５Ｖが１で０Ｖが０など）
電子という概念は半導体を作成当時のトランジスタからの概念で内部では電子が一方向に流れることを利用しています。しかし、それ以前の真空管時代の電気は電圧の高いところから低いところへと流れるという理論はそのまま継承されています。つまり、論理回路でも電流は電圧の高いところから低いところへと流れ単位はＡ（アンペア）として計算され、このとき電子自体はマイナスなのでマイナスからプラスへと移動するだけです。視点は異なるものです。

なぜ論理回路は電流の流れる方向が前提になっているのでしょうか

うーん、どうも考えていることがわかりません。

まず、質問者様の勘違いは、電流とは電子の流れでは有りません、

例えばロープをひっぱるとベルがなるような

>▼質問１：論理回路図上では電流の向きは問題にならないということ？

電流＝電子の流れ ではありません。

補足

補足

電子の動き＝電流の流れと反対、確かにそうですが。

質問の意味が良く分らないな。

論理回路の設計には電流を意識する必要がありますが、論理とは0と1の組み合わせであり電流でなくて電圧で値を決めますので論理的には電流は関係ありません。

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