物理

実はそっくり「電気伝導」と「熱伝導」理系ライターがわかりやすく解説

今回のテーマは「熱伝導(ねつでんどう)」。工学関連の研究には必須の知識。実は、この「熱伝導」は「電気伝導(でんきでんどう)」、非常によく似ている。

この記事では、2つをセットで理解しておくことで、効率よく学ぶのを目的とする。理系ライターのR175と解説していきます。

ライター/R175

関西のとある理系国立大出身。エンジニアの経験があり、身近な現象と理科の教科書の内容をむずびつけるのが趣味。教科書の内容をかみ砕いて説明していく。

1.熱と電気の定義

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まずは、熱と電気の性質を見ていきましょう。熱とは原子の運動エネルギー。どれだけ激しく振動しているかの指標です。一方、電気とは?電荷の移動や相互作用によって起きる様々な現象の総称。言うなれば、プラスやらマイナスやら(電荷)のやり取り

熱、電気それぞれの伝わるプロセス

熱、電気それぞれの伝わるプロセス

image by Study-Z編集部

さて、熱や電気はどうのように伝わっていくのでしょうか?まず、熱伝導。主に固体の伝熱で見られる現象。

繰り返しますが、熱は原子の振動のこと。ある原子が熱を持っていると(振動していると)隣の原子も影響されて振動するもの。振動の激しい方(高音側)から激しくない(低音側)の方向に伝わっていきます。

一方、電気伝導とは?

電荷のやり取りのこと。プラスの電荷はマイナスの電荷と、マイナスの電荷はプラスの電荷にくっつこうとし、マイナス同士やプラス同士は退け合うもの。

例えば、ある物体の片方にプラスの電荷を近付けると、物体内のマイナス電荷はそちらに引き寄せられ、プラス電荷はそこから離れようとします。電荷の移動が起こっていますね?これこそが電気伝導の正体。

2.電気伝導の式

結論から言うと、熱伝導、電気伝導どちらも式で表すと

パワー=抵抗x流量 の形

抵抗が大きいと、熱も電気も流れにくいor流すのにパワーが必要。

まずは、電気伝導から見ていきましょう。「抵抗」というワードからピンと来る通り、電気伝導での抵抗はオームの法則で出てくる電気抵抗Rのこと。

先ほどの、パワー=抵抗x流量の式、電気ではオームの法則の式。

電圧=電気抵抗x電流

言わずとしれた公式ですね。

なぜ電圧が「パワー」なのか。

抵抗→電気抵抗、流量→電流は想像通り。

しかし、パワー→電圧。?マークがつきますね。

\次のページで「電気が流れる上でのパワー源とは?」を解説!/

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