電気の速度について

質問

素朴な質問ですが。
電気がコードの中オ伝わる速度はどのくらいですか？
光の速度と関係ありますか？

回答No.2

noname#74 · ベストアンサー

電気というのが何をさすのかよく分かりませんが、電線の中を電子が移動する速度は、電線に沿って平均約 0.01cm/sec だそうです。ちょっと意外な数字でしょ。

参考URL：

ファインマン物理学Ⅲ

回答No.5

TCM

propellerさんのお答えを補足します。電子の移動速度は熱力学の領域の話で、jhon99さんの期待されているのは、おそらく「電気信号が伝わる速度」だと思います。これを前提に話を進めます。
まず、電気コードというのは電力を伝える伝送線路の一種です。このような一様伝送線路において、電圧、電流が調和波的変化を行うものとすると、一様伝送線路は減衰係数αと位相伝搬定数βによって特徴づけることができ、これらは、
α＋ｊβ＝√(Ｒ＋ｊωＬ)(Ｇ＋ｊωＣ) (1)
と表すことができます。ここで、ω、Ｒ、Ｌ、ＧおよびＣは、それぞれ各周波数、単位長さ当たりの直列抵抗、単位長さ当たりの直列インダクタンス、単位長さ当たりの並列コンダクタンスおよび単位長さ当たりの並列静電容量です。このとき、一様伝送線路を伝わる電圧波、電流波の位相速度Vpは、
Vp＝ω／β (2)
と表すことができます。なお、位相速度とは、「一定の位相値を有する波形上の点が伝送線路に沿って移動するときの速度」で、まあ、「電気がコードの中を伝わる速度」と言っていいでしょう。式(2)から、位相速度は周波数と位相伝搬定数によって決まり、一般に光速とはならないことがわかります。
では、実際にどれくらいかと言うと、参考資料のp31に音声用電話線の例が載っています。それによると、光速の５０％より小さいとのことです。

参考URL：

「マグロウヒル大学演習シリーズ伝送工学」チップマン

回答No.4

propeller

”電気が 伝わる”というのはいくつか解釈の仕方がありますが、この場合まず”電気(信号)が 伝わる”というのを”電子が流れる(電流)”ことと”電気信号が伝わる”という二つの現象に分けて考える必要があります。まず”電子が流れる(電流)”現象にかんしてはtaky88さん、muranoさんがおっしゃるとおりで、我々の感覚から言うと非常にゆっくりです(ただしこの値は実際に電子が運動している速度ではなく、単位時間に電線方向に移動する平均の速度です)。しかしながら電気信号は電子の一個一個が情報をもって伝えるのではなく、電流の量、もしくは電流が流れるのに必要な電圧(電位差)の変化量を信号として伝え、読み取ります。電子は負の電荷をもっているため、電位の低い方から高い方に流れますが、この電位差はどんなに長い電線でも瞬時に伝わります。この”瞬時”はおそらく無限ではなく”光速”か、それより幾分小さい値であると思うのですが、、、。

回答No.3

murao

下記回答は正解ですが、電気がコードの中を伝わるということは、金属中の金属原子の
最外隔電子（エネルギーが最も大きく自由に動き回れる）が隣の原子の電子の抜け殻部を
次々と移動することで、この移動速度がその速度となります。
理論的には光速と同等ですが、金属材料（抵抗率）により差があります。

回答No.1

noname#25358

電気コードの中を電子が通る速さは、光りの速度とほぼ同じです。
　光りの速度との関係はよく分かりませんが、とにかく同じなんです(笑)
　以下の説明は個人的な見解ですので、あんまり真に受けないでください。

　なぜ電子がそんなに速く移動できるのかについては、「それが現実的に到達できる最大の速度だから」という理由であると思います。
　電子は、コードの中をうにぃ～～～～～んと電子が歩いていっているのではなく、ところてん式に押し出されて伝わっています。たとえば、長い筒の中に野球のボールをいっぱいに詰め、そこにさらにボールを入れようとすると、反対側からボールがこぼれます。
　電気コードでも同じことが言えます。
　コードという鉄で出来た物質は、物質である以上、そこに電子を規定量だけ蓄えています。そこへ電気コードの端っこから電子を１個入れると、もう片方から電子が押し出されます。この押し出される速度は、先のボールが、筒がどんなに長くても一瞬で反対側のボールを押し出すことができるのと同じように、電気コードの長さに関わらずゼロです。
　つまり、電気は理論上、無限の速さで情報を伝達できます。しかし現実には、物質は光の速度を越えられないという制約があるために、それ以上速くなれないのではないかと思います。