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🌡️ 📆 令和4年11月30日
⇒#4@物理量;

電流


【物理量】電流⇒#4@物理量;
電流 I / A


電流の大綱となる 物理量は、電流です。

長さ ï½Œ ã€”m〕、質量 m ã€”kg〕、時間 t ã€”s〕、電流 I ã€”A〕、熱力学温度 T ã€”K〕、物質量 n ã€”mol〕及び光度 l ã€”cd〕は次元的に独立であるとみなされます。

電気や磁気にかかわる物理量としては、電流、電気量、電圧、静電容量、磁界、磁束密度、インダクタンス、電気抵抗、コンダクタンス、無効電力などがあります。

電気抵抗 R ã€”Ω〕は電流の流れにくさ、つまり絶縁性をあらわします。電流に電圧 V ã€”V〕をかけると電力 P ã€”W〕が計算できます。

本来は電気量 Q ã€”C〕をもって定義すべきであるが、安定に保つのが困難なので、電流を基本単位に定めています。1)

電流 I ã€”A〕=電流密度 J ã€”A/m²ã€•Ã—電極面積 A ã€”〕

電流 I ã€”A〕=電気量 Q ã€”C〕÷時間 t ã€”s〕

電流 I ã€”A〕=ファラデー定数 F ã€”C/mol〕×反応速度 r ã€”mol/s〕

電圧 V ã€”V〕=電気抵抗 R ã€”Ω〕(※レジスタンス)×電流 I ã€”A〕

電圧 V ã€”V〕=インダクタンス L ã€”H〕×電流微分

電圧 V ã€”V〕=電気量 Q ã€”C〕(※電流 I ã€”A〕の積分)÷静電容量 C ã€”F〕(※キャパシタンス)

電気抵抗 R ã€”Ω〕=電圧 V ã€”V〕÷電流 I ã€”A〕

磁場 H ã€”A/m〕=電流 I ã€”A〕÷(2×π×距離 d ã€”m〕)

【関連講義】

お散歩の中にサイエンスを探し求めて♪,2)

キルヒホフの法則(第1法則)3)

電気化学,電池と豆電球のつなぎ方と電流・電圧の測り方4)

表 é›»æ°—にまつわる量

電圧 V ã€”V〕

電流 I ã€”A〕

電気量 Q ã€”C〕

電気抵抗 R ã€”Ω〕

静電容量 C ã€”F〕

インダクタンス L ã€”H〕

コンダクタンス G ã€”S〕

【関連書籍】SI単位ポケットブック(目次)5)

6)

電気のご使用が多くなる夕方以降など、電気のご使用が最も多くなる時間帯に、同時にお使いになる家電製品を選択することで、適切なご契約アンペア数を確認することができます。


出典:
ご家庭のアンペアチェック 7)

電流を求める計算式

電流の細目となる 物理量

電流を使うプロット

化学種 の電流

材料 の電流

表材料
id材料数値/A数値

物理は自然を測る学問。物理を使えば、 いつでも、 どこでも、みんな同じように測れます。 その基本となるのが 量と 単位で、その比を数で表します。 量にならない 性状 も、序列で表すことができます。

物理量は単位の倍数であり、数値と 単位の積として表されます。

量と 量との関係は、 式で表すことができ、 数式で示されます。 単位が変わっても 量は変わりません。 自然科学では数式に 単位をつけません。 そのような数式では、数式の記号がそのまま物理量の量を表す方程式を量方程式と言います。

逆に数式の記号が数値を表す方程式を数値方程式と言います。 数値方程式では、記号の単位を示す必要があります。

表   1  åŸºç¤Žç‰©ç†å®šæ•°
物理量 記号 数値 単位
真空の透磁率 permeability of vacuum μ0 4π ×10-2 NA-2
真空中の光速度 speed of light in vacuum c , c 0 299792458 ms-1
真空の誘電率 permittivity of vacuum ε = 1/ μ 0 c 2 8.854187817...×10-12 Fm-1
電気素量 elementary charge e 1.602176634×10-19 C
プランク定数 Planck constant h 6.62607015×10-34 J·s
アボガドロ定数 Avogadro constant N A 6.02214086×1023 mol−1
ファラデー定数 Faraday constant F 9.64853399(24)×104 C/mol
ボーア半径 Bohr radius a0 5.2917720859(36)×10-11 m
ボルツマン定数 Boltzmann constant kB 1.380649×10-23 J·K−1
水の三重点 triple point of water Ttp(H2O) 273.15 K

物理量のテーブルを参照しています。 性状

量を単位と数の積であらわすことができたらラッキーです。 客観的な数を誰でも測定できるからです。 数を数字(文字)で表記したものが数値です。 数値は測定誤差ばかりでなく丸め誤差も含まれます。

だから0.1と表現されれば、 誰でも客観的な手段で、有効数字小数点以下1桁まで測定できることを意味します。

では、単位と数値を持たなければ量的な議論ができないのかと言えばそんなことはありません。

たとえば「イオン化傾向」というのがあります。 酸化還元電位ととても関係がありまが同じではありません。 酸化還元電位は単位と数の積で表現できます。 でもイオン化傾向、それぞれに数はありません。

でもイオン化傾向が主観的なのかといえば、そうではなくかなり客観的なものです。 数がわかっていなくても順位がわかっているという場合もあるのです。 こういう特性を序列と読んだりします。 イオン化傾向 や摩擦帯電列は序列なのです。 余談ですが、序列も最尤推定可能で、スピアマンの順位相関分析が有名です。

単位までとはいかなくても、その量の意味を表現することを次元と言います。 イオン化傾向と 酸化還元電位は同じ意味ではありませんが、 イオン化傾向の序列になっている次元と酸化還元電位の単位の次元が同じということはできそうです。

議論の途中で次元を意識することは、考察の助けになります。 そんなわけで仮に単位を定めてみることはとても大切です。

長さ 質量 時間 電流 温度 光度 物質量
図   1 基本単位の標準
<!-- 物理量(電流) -->
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/Physics/Quantity/@Quantity.asp?nQuantityID=4'>電流</a><a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/Physics/Quantity/@Quantity.asp?nQuantityID=4'> <var>I</var></a>〔<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/Physics/Unit/@Unit.asp?nUnitID=6'>A</a>〕
<!-- 物理量(電流) -->

<!-- 物理量(電流) -->
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/Physics/Quantity/@Quantity.asp?nQuantityID=4'>
電流 </a>
<!-- 物理量(電流) -->

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