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電子がマイナスからプラスへ流れると言うのが全然理解できません! 電気はプラ...

ele********さん

2016/9/2712:43:34

電子がマイナスからプラスへ流れると言うのが全然理解できません!

電気はプラスからマイナス、電子はマイナスからプラスへ、それぞれ流れると教わりましたが、
これが全く理解できません。

電子とは一体なにものなんでしょうか?
電気がプラスからマイナスへ流れると言う事だけ分かれば、全て解決ではないのですか?
電気があれば電子など、必要ないのではないですか?
電気がプラスからマイナス、電子はマイナスからプラスと聞いて、
昔から鮭の川登りを、イメージしてしまいます。
川(電気)の流れに逆流して鮭(電子)が進んでいくイメージです。
これが常に再現されてしまい、どうしても頭から離れません。
仲良く一緒に流れれば良いのにと、思ってしまいます。
実際に、電気と電子では、このような状態が発生しているのでしょうか?
誰にでも分かる、難しい専門用語など使わずに、私にも分かる様に説明して欲しいです。
無知な私を救うべく、心広く、お優しい方、どうぞよろしくお願い致します。

補足回答して下さった皆さん、どうもありがとうございました。
皆さんの回答、読ませて頂きました。
だんだん分かってきた様な感じがします。
ただ、やっぱり、解せません。
じゃあ、整流ダイオードの扱い方は、どの様に理解すればいいでしょうか?
私は今まで、プラスからマイナスを基準にして、
意図しない方へ電流を流さないよう、整流ダイオードを取り付けるものと思って居ました。
が、しかし、これも、実は、マイナスからプラスに流れていたって事なんですか?
そしたら、さっき言った様に『プラスからマイナスに流れるから、ここの分岐点で、
整流ダイオードを使って、意図的に、こっち方向にしか流れないようにしなきゃな』
、て言う考えが、おかしくなりませんか?
なにがなんだか、わからなくなってきました。
どなたか、この疑問にも答えていただけないでしょうか?
私の様な素人にも、決定的になるほどな、と思わせる回答が欲しいです。
我が儘ばかり言って申し訳ないですが、どうぞよろしくお願いします。
(もっと勉強しろ!みたいなふざけた回答は、おやめください)

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桃太楼さん

2016/9/2816:14:42

割と、初歩の電気教育においてこれは難所ではあります。
中高レベルの物理などで電気回路を学ぶとこの「電気はプラスからマイナスに流れる」という固定観念がついてしまうため、本格的に電磁気学を学び始めた場合に電子の挙動がイメージしにくくなります。

実のところ、質問にある「電気」というものは存在せず、「電気の流れ=電子の流れ」なんです。
じゃぁ、なんで逆なのかというと、これは歴史的な経緯によります。
かんたんに言うと、「最初発見された電気の流れは、実は逆向きだった」「電子の発見よりも電気の発見のほうが先だった」という話。

>電気があれば電子など、必要ないのではないですか?
逆なんですよ。
電子の動きこそすべてで、電子が動くことによって動いた後にできる「穴」が逆方向に動いているように見えるということ。
この「穴」を「正孔(ホール)」と言い、このホールは実際するものではなく便宜的に仮置きされた存在です。

>誰にでも分かる、難しい専門用語など使わずに、私にも分かる様に説明して欲しいです。
それ、実に難しいです。
それだけで一冊の入門書になるくらいの話ですから。
それでも質問にある鮭の話を元に、概念的に説明するならば、
------------
元々水は動いてなく、鮭はある方向に泳いでいます。
鮭から見ると、水は鮭の進行方向に対して後ろの方向に流れているように「見えます」
この鮭から見た「水の流れ」が「電気の流れ」
鮭そのものが「電子」
------------
というイメージ。
あくまでイメージですから本質的には正しくない表現も用いていることをご了承ください。
実際には、「鮭が押しのけた水が結果的に鮭の進行方向とは逆方向に動いているように見える」なんですけど、この文章ではイメージしにくいと思うので。

  • 桃太楼さん

    2016/9/3012:04:27

    >じゃあ、整流ダイオードの扱い方は、どの様に理解すればいいでしょうか?
    (中略)
    >が、しかし、これも、実は、マイナスからプラスに流れていたって事なんですか?
    そうです。
    ダイオードというものが中でどういう構造になっているのかを理解しないと説明も難しいのですが、ダイオードは内部的に動けるのは電子のみです。

    >整流ダイオードを使って、意図的に、こっち方向にしか流れないようにしなきゃな』
    >、て言う考えが、おかしくなりませんか?
    いえ別に。
    そもそも電気回路において「電気の流れる向き」というものは単に矢印の方向でしかなく、逆に流れたところで正負が逆転するだけです。
    ダイオードは「特定の方向に電気を流す」というよりも「特定の方向に電気を流さない」目的に使用されるものと理解する方がいいです。

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質問した人からのコメント

2016/10/3 13:27:09

補足回答も含め、詳細に回答して下さって、どうもありがとうございました。『電子が動くことによって動いた後にできる「穴」が逆方向に動いているように見えるということ』と言う文面が、私には最終的に決定的になりました。電子、電流の関係性理解のヒントになりました。よく車のタイヤが回転してる逆方向に回って見えるような現象がありますが、なるほど、電気と電子も、簡単に言うとこう言う事なのだなと思いました。

ベストアンサー以外の回答

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2016/9/2816:58:44

>仲良く一緒に流れれば良いのにと、思ってしまいます。

そうですね。
逆になったのはたまたまの話なんで普通は気にしなくていいです。
電子というものが発見される前に、電気はプラスからマイナスに流れるって決めてしまったのがそもそもの始まりですから。
その時にマイナスからプラスとしておけば、同じになったんだよね。

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prs********さん

2016/9/2716:22:28

electricity_sake さん
次のように認識して下さい。
導体ではない物質内を電子が
化学反応で、熱エネルギーで移動する。
前者は電池、後者は真空管
共に陰極から陽極に向かっています。
つまり回路の電圧降下をいにしえから電圧
と称して電流の方向を陽極→陰極と決定してしまった。
その後起電力の内部では電子が陰極→陽極
であると発表したのでしょう。

mar********さん

2016/9/2716:07:49

電気が発見された当初、それが何者だかわからないまま、プラスとマイナスの定義をしました。その後、電流の正体が電子の移動であることがわかりましたが、残念ながら定義した電流とは逆の動きをしてるのが明らかとなり、それが現代まで引きずられているんです。

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dai********さん

2016/9/2714:37:16

風の向きは風がどちらから吹いてくるかの方向で行き先ではありませんよね。
なんででしょうか?
昔からそのように決められているからです。
それでも不都合はありませんよね。

電気の極性のプラスとマイナスはコイルの近くで磁石を動かした時、コイルの巻かれている方向と、磁石の方向と動かす方向で一定の関係に基づいて電気が発生していることが昔の科学者が見つけました。

磁石の方向は地磁気と作用して方向があることが判っていました。それで磁石の極はNとSと呼ぶことにしました。基は北と南の記号です。

このような磁気とコイルに発生する電気の関係を基に、電気の方向を決めました。
その時は電子を知らなかったのです。
こうして電気の方向が決められ、不都合はありませんでした。

ところが電子というものが存在することが判り、電流とは反対方向に流れているということが判りました。電流は電子の流れの反対方向に流れていたのです。

電気の分野では抵抗という物があります。電気の流しにくさを表す数値で大きいほど電気を流しにくいのです。このような大小が逆の値もあります。それらは人が定めたものだからです。

そもそも数値のプラス、マイナスもなぜものが有るときプラス、足りない時マイナスなのでしょう。そのように先人が決めたからに他なりません。

そのような決められたもので判断して不都合がないものが使われているのです。

ats********さん

2016/9/2713:20:49

発見の歴史がポイントです。

一番最初に電気というもの(静電気など)があるのだ、ということが発見されました。
続いて、電気にはプラスとマイナスの2種類があることが発見されました。
その後、プラスとマイナスの間で電気の素が移動することで、大きなところでは雷が、身近なところでは電球が点灯することが発見されました。
この時点では、電気の素が具体的になんなのかは分かっていませんでしたが、電流(電気の流れ)を研究する上で、流れる向きを決める必要があったので(そうしないと研究者同士で同じ基準で話ができないので)、当時の科学者が「電気はプラスからマイナスに流れるものとする」と【決めた】のです。
ところが、さらに後に、(私たちが日常接する)電気の素が「電子」というマイナスの性質を持つ粒子であることが発見されました。
電子はマイナスの性質を持つため、プラスに引っ張られて、マイナスからプラスへ移動します。

こうして
電気はプラスからマイナスに流れると【決められ】
その電気の正体である電子はマイナスからプラスに移動すると【発見された】のです。
もう電流の研究が進みすぎていて、今更、電気の向きはやっぱり反対にしよう、とはいかなかったので、ややこしいことになったのです。

あくまで実際の流れはマイナスからプラス、それを人間がプラスからマイナスの電流と呼んでいるだけです。

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