いずれかの媒体に自由電荷キャリアがある場合（たとえば、金属内の電子）、それらは静止していませんが、ランダムに移動します。しかし、あなたは電子を与えられた方向に整然と動かすことができます。荷電粒子のこの方向付けられた動きは、電流と呼ばれます。
電流の発生方法
2つの導体を取り、一方が負に帯電し（電子を追加）、もう一方が正に帯電（電子の一部を奪う）すると、電界が発生します。両方の電極を導体で接続すると、電界により、電子は電界ベクトルの方向に応じて電界ベクトルの反対方向に移動します。負に帯電した粒子は、過剰な電極から不足している電極に移動します。
電子の動きが発生するために、第２の電極に正電荷を与える必要はない。主なことは、最初のものの負電荷が高いということです。両方の導体を負に帯電させることも可能ですが、一方の導体はもう一方の導体よりも大きな電荷を持っている必要があります。この場合、電流を引き起こす電位差について話します。
水と同様に、水で満たされた2つの容器を異なるレベルに接続すると、水の流れが現れます。その圧力はレベルの違いに依存します。
電場の作用下での電子の無秩序な運動が一般的に保存されているのは興味深いことですが、電荷キャリアの質量の運動の一般的なベクトルは有向特性を獲得します。運動の「混沌とした」成分の速度が毎秒数十または数百キロメートルである場合、方向成分は毎分数ミリメートルです。しかし、衝撃（電子が導体の長さに沿って移動するとき）は光速で伝播するため、電流は3*10の速度で移動すると言われています8 m/秒
上記の実験の枠組みでは、導体の電流は長くは存在しません-負に帯電した導体の過剰な電子がなくなるまで、そして両方の極でのそれらの数はバランスが取れていません。この時間はわずかです-ほんのわずかな秒です。
最初に負に帯電した電極に戻り、キャリアに過剰な電荷を生成しても、電子をマイナスからプラスに移動させたのと同じ電界は発生しません。したがって、電界の強さに逆らってそれを超える外力がなければなりません。水と同様に、水の連続的な流れを作り出すために、水を上層にポンプで戻すポンプが必要です。
現在の方向
プラスからマイナスへの方向は、電流の方向と見なされます。つまり、正に帯電した粒子の移動方向は、電子の移動と反対になります。これは、電流の現象そのものがその性質の説明を受けるよりもはるかに早く発見されたという事実によるものであり、電流はこの方向に流れると信じられていました。その時までに、このトピックに関する多数の記事や他の文献が蓄積され、概念、定義、および法律が登場しました。すでに公開されている膨大な量の資料を改訂しないために、電子の流れに逆らって電流の方向をとっただけです。
電流が常に一方向に流れる場合（強度が変化しても）、それはと呼ばれます 直流。その方向が変わる場合、私たちは交流について話している。実際のアプリケーションでは、方向は、たとえば正弦波の法則に従って、いくつかの法則に従って変化します。電流の方向は変わらないが、周期的にゼロになり、最大値に増加する場合は、（さまざまな形状の）パルス電流について話します。
回路内の電流を維持するために必要な条件
閉回路に電流が存在するための3つの条件が上記で導き出されます。それらはより詳細に検討する必要があります。
無料の電荷キャリア
電流が存在するために最初に必要な条件は、自由電荷キャリアの存在です。電荷はキャリアとは別に存在しないため、電荷を運ぶことができる粒子を考慮する必要があります。
金属や同様のタイプの導電性を持つ他の物質（グラファイトなど）では、これらは自由電子です。それらは原子核と弱く相互作用し、原子を離れて導体内を比較的妨げられずに移動することができます。
自由電子は半導体の電荷担体としても機能しますが、場合によっては、このクラスの固体の「正孔」伝導率について説明します（「電子」とは対照的）。この概念は、物理プロセスを説明するためにのみ必要です。実際、半導体の電流は電子の同じ動きです。電子が原子を離れることができない材料は 誘電体。それらには電流がありません。
液体では、正イオンと負イオンが電荷を帯びます。これは液体、つまり電解質を指します。たとえば、塩が溶けている水。水自体は電気的にかなり中性ですが、固体および液体の物質が水に入ると、それらは溶解および解離（分解）して正および負のイオンを形成します。また、溶融金属（たとえば、水銀）では、電荷キャリアは同じ電子です。
ガスは主に誘電体です。それらの中に自由電子はありません-ガスは中性の原子と分子で構成されています。しかし、ガスがイオン化されている場合、彼らは物質の凝集の4番目の状態であるプラズマについて話します。電流もその中に流れることができます、それは電子とイオンの方向付けられた動きの間に起こります。
また、電流は真空中を流れることができます（たとえば、真空管の動作はこの原理に基づいています）。これには電子またはイオンが必要です。
電界
自由電荷キャリアが存在するにもかかわらず、ほとんどの媒体は電気的に中性です。これは、負（電子）と正（陽子）の粒子が均等に配置され、それらの場が互いに補償し合うという事実によって説明されます。フィールドが発生するためには、料金が特定のエリアに集中している必要があります。一方の（負の）電極の領域に電子が蓄積すると、反対側の（正の）電極で電子が不足し、電荷キャリアに作用してそれらを強制的に移動させる力を生成する電界が発生します。
第三者が料金を負担する
そして3番目の条件-静電界の方向と反対の方向に電荷を運ぶ力がなければなりません。そうでなければ、閉鎖系内の電荷はすぐにバランスを取ります。この外力は起電力と呼ばれます。その起源は異なる場合があります。
電気化学的性質
この場合、EMFは電気化学反応の発生の結果として発生します。反応は不可逆的である可能性があります。例としては、よく知られている電池であるガルバニ電池があります。試薬が使い果たされると、EMFはゼロに低下し、バッテリーは「座ります」。
他の場合には、反応は可逆的かもしれません。したがって、バッテリーでは、EMFは電気化学反応の結果としても発生します。しかし、完了すると、プロセスを再開できます。外部電流の影響下で、反応は逆の順序で行われ、バッテリーは再び電流を流す準備が整います。
太陽光発電の性質
この場合、EMFは、半導体構造のプロセスに対する可視光線、紫外線、または赤外線の作用によって引き起こされます。このような力は、フォトセル（「太陽電池」）で発生します。光の作用により、外部回路に電流が発生します。
熱電性
2つの異なる導体を取り、それらをはんだ付けして接合部を加熱すると、高温接合部（導体の接合部）と低温接合部（導体の両端）の温度差により、EMFが回路に現れます。このようにして、電流を生成するだけでなく、 温度を測定する 新たな起電力を測定することによって。
圧電性
特定のソリッドが圧縮または変形したときに発生します。電気ライターはこの原理で動作します。
電磁的性質
産業的に発電する最も一般的な方法は、DCまたはAC発電機を使用することです。 DCマシンでは、フレーム型のアーマチュアが磁場の中で回転し、その力線を横切ります。この場合、ローターの回転速度と磁束に応じてEMFが発生します。実際には、アンカーは多数のターンから使用され、複数の直列接続されたフレームを形成します。それらで発生するEMFは合計されます。
で オルタネーター 同じ原理が適用されますが、磁石（電気または永久）が固定フレーム内で回転します。固定子での同じプロセスの結果として、 EMF、正弦波の形をしています。産業規模では、ほとんどの場合AC発電が使用されます。これは、輸送や実用化のために変換する方が簡単です。
ジェネレータの興味深い特性は可逆性です。これは、外部ソースから発電機端子に電圧が印加されると、その回転子が回転し始めるという事実にあります。これは、接続方式に応じて、電気機械が発電機または電気モーターのいずれかになり得ることを意味します。
これらは、電流などの現象の基本的な概念にすぎません。実際、電子の方向付けられた動きの間に起こるプロセスははるかに複雑です。それらを理解するには、電気力学のより深い研究が必要です。
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