コンセントへ流れていった家電製品の自由電子はどこから補充するのか？

Question

昨日ドライヤーを使っていてふと疑問に思ったので質問させて頂きます

電流は電子が流れることで発生するのですよね？
そして、電流は電子の動きと反対方向に流れるので、
ドライヤーのスイッチを入れると、ドライヤーからコンセント方向へ、
電子が流れることになりますよね？

そうなると、ドライヤーに存在していた自由電子は、
使用する度にどんどん減少していくはずです
そして最後には０となると思うのですが、
壊れない限りドライヤーは使用できます

この減少した自由電子はどうやって補充するのでしょうか？
大気中から補充するのですか？

ORUKA1951 · Accepted Answer

家電品は交流ですが、いきなり交流を持ち出すと、かえって誤解してしまうので、直流回路から順を追って理解すべきです。
＞電流は電子が流れることで発生するのですよね？
★最大の根本的な間違い、その１
　電流は電荷の移動であって、電子は電荷の担い手にすぎません。電子は忘れること

水流モデルで考えるとわかりやすいので
電池に電球をつなげることを考えると、電池は水(電荷)を高いところ(タンク)に持ち上げるポンプとすると、それだけでは水は流れません。
　そこで高いタンクとポンプの下のタンクを水の詰まったホースでつなぐと水(電荷)は移動し始めます。
★ここで、水の粒子自体の移動する速度と、水の移動は無関係であることに注意
　ホースをつなぐと、直ちにホースから水が出てきますが、それはホース内に既にあった水で上から入った水分子ではない。
　水の移動＝電荷の移動は一瞬にしておきますが、水（電子）はわずかしか移動していない。

上のタンクの水が減ると、ポンプはその分水を補給します。電池や電源とは、高い位置に水を押し上げるポンプです。ある高さ以上持ち上げられませんが、それより減ると補給してくれる。

豆電球に電流が流れ続けるためには一方から電荷が補給し続けられる必要がある。

★ここで初めて交流
　交流は、電流の流れる方向が一秒に何十回も入れ替わります。東日本では５０回、西日本では６０回・・
　その時に電子自体は、数ミリ未満前後に移動しているだけです。電子が移動すると電荷が移動しますね。
　誤解しないように、交流は電子が前後に振動しているだけで補給の必要がないのではありません。だとしたら直流では？？？
　大事なことは電荷を移動させようとする力、すなわち電界（電場）が必要ということ。

tknakamuri · Answer

＞電線の中でぷるぷる震えて仕事をする
例えば高抵抗の金属の中でプルプルすれば、金属原子と電子が衝突して
熱が発生します。

回転はかなりややこしいので、詳しい話はこの質問のレベルの方には簡単には
伝わる話ではないでしょう。金属中の電子の密度はものすごく大きいので
プルプルでも十分に大きな磁場が派生します。モーターはその磁力で動きます。

fxq11011 · Answer

電子の移動＝電流ではありません。
電流の流れる速さに対して電子の移動速度ははるかに遅いです。
電流は導線を伝って流れます、ドライヤーに限りません、電気製品にはコンセントを経由して２本の導線がつながっています。
１本から流れ込み、もう１本を伝わってコンセントがわへ戻ります。
＞ドライヤーのスイッチを入れると、ドライヤーからコンセント方向へ、
 電子が流れることになりますよね
よね？、いえ、同意できません、したがって以下の質問内容は無意味です。
鉄球をレールの上に一直線にくっつけて並べ、後方から１つの鉄球転がしてぶつけると、先端の鉄球一つ飛び出します、ぶつからずにそのまま転がるのよりはるかに速く、ほぼ一瞬です、エネルギーの伝達は光速なみです。
電流も電気エネルギーです、電子の移動の速さと直接の関係はありません。

yhr2 · Answer

＞そして、電流は電子の動きと反対方向に流れるので、
＞ドライヤーのスイッチを入れると、ドライヤーからコンセント方向へ、
＞電子が流れることになりますよね？

逆ですね。コンセントからドライヤーに、どんどん電子が送られるのでドライヤーが動くのです。（コンセントには、発電所で作られた元気の良い電子がたくさん待機しています）
ドライヤーからコンセント方向へ流れる電子は、仕事を終えて疲れきった電子です。うしろから「元気の良い電子」に押されて仕方なしにコンセントに向かっていくのです。
コードには「2本の導線」があって、一方から新しい電子がやってきて、古い疲れた電子はもう一方から押し出されて帰っていきます。

そんな光景を想像してごらんなさい！

t_fumiaki · Answer

交流なんだから、1秒間に50回(50Hz)～60回(60Hz)電界の向きが逆になり、自由電子はその辺を単に右往左往してるだけ。

速度は0.6mm/秒。

直流なら、電界の向きはいつも同じで、
･･･送電線←電線←コンセント←機器←コンセント←送電線･･･
で閉回路だから、回路内を回っているだけ。

tknakamuri · Answer

いや、電線2本あるでしょ？
片方から電子が入るときはもう片方から出てます。

もっとも交流なので、巨視的には、電子は電線の中でプルプル
震えている、というのが実態に近い。

lv4u · Answer

>>電流は電子が流れることで発生するのですよね？

違います。

コンセントへ流れていった家電製品の自由電子はどこから補充するのか？

家電品は交流ですが、いきなり交流を持ち出すと、かえって誤解してしまうので、直流回路から順を追って理解すべきです。

＞電線の中でぷるぷる震えて仕事をする

電子の移動＝電流ではありません。

＞そして、電流は電子の動きと反対方向に流れるので、

交流なんだから、1秒間に50回(50Hz)～60回(60Hz)電界の向きが逆になり、自由電子はその辺を単に右往左往してるだけ。

いや、電線2本あるでしょ？

>>電流は電子が流れることで発生するのですよね？

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