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なぜ材料に電気抵抗があるのですか?

電気抵抗は、電流の流れに反対する材料の特性です。 材料が抵抗する理由の内訳は次のとおりです。

1。原子構造と電子の挙動:

* 原子の電子: 原子は、特定のエネルギーレベルで周回する電子に囲まれた陽子と中性子を備えた核で構成されています。最も外側のエネルギーレベル(原子価電子)の電子はゆるく結合されており、比較的自由に動くことができます。

* 導体と絶縁体: 導体(金属など)では、原子電子は原子から簡単に取り外され、材料全体で自由に移動できます。これにより、電流が簡単に流れることができます。絶縁体(ゴムやガラスなど)では、原子電子は原子にしっかりと結合し、簡単に移動しないため、高い抵抗が生じます。

* 半導体: これらの材料は、導体と絶縁体の間にあります。それらの抵抗は、温度、不純物、電界などの要因によって制御できます。

2。 衝突とエネルギー損失:

* 電子移動: 電界が適用されると、導体の電子が動き始めます。それらは直線で流れません。それらは、材料内の原子や他の電子と絶えず衝突します。

* エネルギー伝達: これらの衝突は、移動する電子から材料内の原子にエネルギーを伝達し、より活発に振動させます。このエネルギー損失は熱として現れます。

* 反対としての抵抗: この一定の衝突とエネルギー伝達プロセスは、抵抗を生み出すものです。衝突が多いほど、エネルギーが大きくなり、流れが流れるのが難しくなります。

3。耐性に影響する要因:

* 材料: 材料が異なると、自由電子の数とそれらが動くことができる容易さにより、抵抗性が異なります。たとえば、銀は優れた導体であり、ゴムは良い絶縁体です。

* 温度: 温度の上昇により、原子がより多くの振動を引き起こし、より頻繁な衝突と耐性が高くなります。

* 長さ: より長い指揮者は、衝突の機会を増やし、抵抗を増やします。

* 横断面積: より広い導体により、より多くの電子がそれを流れるようになり、耐性が低下します。

要約:

電気抵抗は、移動電子と材料の原子構造との相互作用から生じます。この相互作用は、衝突によるエネルギー損失を引き起こし、電流の自由な流れを妨げます。抵抗の程度は、特定の材料特性、その温度、およびその物理的寸法に依存します。

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