電流/コンデンサ/コイル

電流

ポイント
パワエレは「電流ファースト」で考える!

〇電気とは『電気的な粒の集まり』電気とは『電気的な粒の集まり』
 ・電気的な粒とは「イオン、電子、陽子など」
 ・電荷(C)は粒の集まりが持つ電気量
  →電気的な粒の一粒の電気量は\(1.602\times 10^{-19}\rm{C}\)

〇電流とは『電荷の時間的変化量単位[C/s
 →電流は「電荷の交通量」である
  →電流は「電荷の速度ではない」
   →車で例えると、電荷の速度は「スピード」、電流は「交通量」

コンデンサ

ポイント
〇電流を「水の流れ」とすると、コンデンサは「水槽」
 →水槽の広さが「静電容量」
 →水の量が「電荷」
 →水位が「電位」
  →(水の量)=(水槽の広さ)×(水位)
   →\(Q=CV\)の関係と一致

〇コンデンサに電流を流すと、電位が上昇
 →水槽に水を流すと、水位が上昇

〇コンデンサに流す電流を止めても、電位は保持
 →水槽に流す水を止めても、水位は保持

コイル

ポイント
〇電流を「水の流れ」とすると、コイルは「水車」
 →水車の重さが「インダクタンス」
  ※水車の重さとは、水車のまわりやすさ/まわりにくさのこと
 →水の流れの変化量が「電流の変化量」

 →水圧が「電圧」
  →(水圧)=(水車の重さ)×d(水の流れ)/dt :回転の運動方程式
   →\(V=L\frac{dI}{dt}\):ファラデーの法則

〇コイルに電圧を加えると、コイルは磁束を蓄えつつ、電流は徐々に増加
 →水車に水圧を加えると、水車は回転をはじめ、水の流れは徐々に早くなる

〇コイルの電圧を\(0V\)にしても、コイルの磁束により、電流は流れ続ける
 →水車の水圧を0にしても、水車は回転し続けるため、水は流れ続ける