オームの法則

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そもそも導体の抵抗とは何だろうか

真空中では電荷は電場から力を受けて加速するが、導体中では電荷(自由電子)は速度に比例する抵抗を受けて一定の速さに飽和すると考える。すなわち導体内では電場()に比例して電流(速度)が決まる(Ohmの法則)と仮定する。

この比例定数(電気伝導σ)が抵抗を表現する定数である。抵抗が0である状況とはσ→∞の極限を考えていることになる。

 

σ[/Ωm] @20℃

Cu

6.0 x 107

Au

4.6 x 107

Al

3.7 x 107

Fe

1.0 x 107

このOhmの法則とGaussの法則を電荷の保存則

に代入すると

すなわち、導体内の電荷分布は時間とともに薄く広がって0になる

この時定数を、銅を具体例にとって計算してみると、電気伝導率は

導体の誘電率は光速と透磁率(真空中とほぼ等しい)から

この1018HzX線の周波数であり、デジタル回路の時間感覚からみれば瞬時である。

なお電荷分布がゼロでも電荷自体が存在しないわけではなく、正電荷(原子核)と負電荷(電子)が等しく分布していればよい。また相対的に移動すれば電流が流れる


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