自由電子の流れと電力

質問

電気に関する初歩的な質問です。

1. 電気が流れるとは自由電子がマイナスからプラスに流れることですが、例えば、銅と金を繋げて電池を繋げると、銅と金の自由電子が動くと思います。この時、銅の自由電子が金の中に入ったり、金の自由電子が銅の中に入ったりするわけですが、ではそもそも、自由電子とは1種類だけなのでしょうか。今の例で言えば、金の中にある自由電子と銅の中にある自由電子は、金属は違っても同じなのでしょうか。

2. 例えば電池に豆電球を繋げると光りますが、電力が消費され尽くされると光りません。では電力とは何でしょうか。自由電子自体は動いているだけなので、その数は変わらないはずです。

宜しくお願いします。

回答No.1

sknbsknb2 · ベストアンサー

1. 金の自由電子も銅の自由電子も同じものです。
2. 自由電子が動くことによって外部に対して仕事をすることができます。
　自由電子を動かすためには電位差が必要なので、電池によって電位差を作り出しているわけですが、電池の中の電位差を作り出す仕組みが消耗すれば電位差はなくなるので自由電子は動かなくなり、外部に対する仕事もできなくなります。
坂を転がってきたボールが平面で静止しているボールにぶつかると、静止しているボールは動き出します。しかし元々平面で静止しているボールは、他のボールを動かすことができないのと同じです。

お礼

ボールのお話は、わかりやすかったです。ありがとうございました。

回答No.2

notnot

１．電子はすべての物質で同じです。自由電子というのはそのなかで自由に動ける電子のことなので、どの金属でも同じです。

２．起電力とは、電子を一方方向に動かそうとする力（起電力エネルギー）です。起電力エネルギーがゼロだと、自由電子はうろうろするだけで一方方向には流れません。この元ネタは、化学反応のエネルギーだったり（電池）、太陽光エネルギーだったり（太陽電池）、運動エネルギー（発電所でタービンを回すエネルギー）だったりします。
電池の場合は、化学反応が進んでこれ以上化学反応しないという状況が「電池が無くなった」という状態です。充電できる電池は、外からの電気エネルギーで化学反応を逆向きに進め、元に近い状態に戻します。

お礼

やはりどの金属も同じなのですね。ありがとうございました。