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子供のための物理学
電気伝導体と絶縁体
電子工学の分野では、導体と絶縁体の両方が重要です。電気伝導体
導体は、原子の外側の電子がゆるやかに結合しており、電荷を加えると物質中を自由に動き回ることができるため、電流を流しやすい構造になっている。
導電性材料
一般に、最も電気伝導性が高いのは金属である。 金属は原子の外層に電子を自由に共有できる性質がある。 すべての元素の中で最も電気伝導性が高いのは銀である。 残念ながら、銀はあまりにも稀で高価なため、ほとんどの電気機器には使われていない。 現在最もよく使われている導体は銅である。 銅は電気配線や電気回路に使用されている。を、世界各地で展開しています。
コンダクタンスとレジスタンス
コンダクタンスは、抵抗の逆と考えることもできます。 材料の抵抗は、電流の流れにどれだけ対抗できるかを示すものです。 コンダクタンスは、抵抗Rの逆であるGの文字で表されることもあります。
G = 1/R
オームの法則から、抵抗は電圧÷電流、つまりR=V/Iに等しいことがわかります。
G = I/V
超伝導体
超伝導体とは、電気抵抗がゼロになる完全導電体である。 これまで発見された超伝導体は、超伝導になるためにマイナス234度という非常に低い温度が必要であった。
電気絶縁体
導体の反対は絶縁体です。 絶縁体は電気の流れに逆らうものです。 絶縁体は電気から身を守るために重要です。 パソコンやテレビに電気を流す電線は、感電しないようにゴム状の絶縁体で覆われています。 絶縁体にはガラスや空気、紙などがあります。
半導体
半導体の中には、導体と絶縁体の中間の性質を持つものがあり、これを半導体と呼びます。 半導体は、導電性を制御することで、電流を一方向にしか流さない、あるいは特定の状況下でのみ流すことができるため、コンピューターや携帯電話などの電子機器にとって重要な材料です。 現在電子機器で最も多く使われている半導体は、シリコンです。
電気伝導体と絶縁体に関する興味深い事実
- 良質の電気伝導体の多くは、良質の熱伝導体でもある。
- 物質の導電率には温度が重要な役割を果たすことがあり、一般に温度によって抵抗が増加するため、温度が高いほど導電率は低くなります。
- アルミは銅に比べて導電率が低いのですが、低コスト化のために配線に使われることがあります。
- 半導体シリコンにちなんで名づけられたカリフォルニア州「シリコンバレー」には、多くの電機メーカーが本社を構えている。
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