教科書(物理) 問19:電流と電気量

解法

直感的理解

電流とは「電荷の流れの勢い」です。川の流量(1秒間に通過する水の量)と同じように、1秒間に導線の断面を通過する電気量が電流の大きさになります。30秒で9.6 Cなので、1秒あたりに直すだけです。

与えられた値:

電流の定義式:

$$ I = \frac{Q}{t} $$

数値を代入すると:

$$ I = \frac{9.6}{30} = 0.32 \text{ A} $$

検算として、\(Q = It\) に戻して確認すると:

$$ Q = 0.32 \times 30 = 9.6 \text{ C} \quad \checkmark $$
答え:\(I = 0.32\) A
補足:電流の単位アンペア〔A〕

1 A(アンペア)は、導線の断面を1秒間に1 C(クーロン)の電気量が通過するときの電流の大きさです。つまり \(1 \text{ A} = 1 \text{ C/s}\) です。

電子1個の電気量は \(e = 1.6 \times 10^{-19}\) C なので、1 A の電流が流れているとき、1秒間に約 \(6.25 \times 10^{18}\) 個もの電子が断面を通過しています。

Point

電流は単位時間あたりの電気量です。\(I = \dfrac{Q}{t}\) の公式は、\(Q = It\) や \(t = \dfrac{Q}{I}\) と変形して使うこともあります。単位の関係 \(\text{A} = \text{C/s}\) をしっかり覚えておきましょう。