電気とプラズマの違い

電気とプラズマ。
どちらも理科の教科書に出てきそうな言葉で、聞いただけで少し身構えてしまいますよね。

専門的。
難解。
なんとなく取っつきにくい。

そんな印象を持つのも、無理はありません。

でも実は、このふたつはまったく遠い存在ではないんです。
むしろ、 片方を知ることで、もう片方の正体がはっきりしてくるといえる。

電気とプラズマは、切り離された概念ではなく、理解が連鎖する関係にあるからです。

そこでここでは、まず「電気って、いったい何を指しているのか」。
その土台を整理します。
次に、「プラズマって結局なにものなのか」。
正体をひとつずつ見ていきましょう。

難しい数式や用語は最小限に。
イメージを大切にしながら、電気とプラズマの違いと関係を、かみ砕いて整理していきます。

電気は電荷の動きや性質を指す

電気という言葉は、実はかなり幅の広い表現です。

• コンセントから供給される電気も、
• 冬にバチッとくる静電気も、
• 空で光る雷も。

見た目も規模も違うのに、すべて「電気」という一語でまとめられています。

まずはこの点を押さえておくと、あとがぐっと楽になります。

電子や電荷が関係している

電気の主役は、電子や電荷です。

• プラスとマイナス。
• 引き合う。
• 反発する。

この性質そのものが、電気の出発点。

物の中に電子があり、そこにプラスとマイナスの偏りが生まれる。
それだけで、すでに電気的な状態が成立しています。

つまり電気とは、電荷がもつ性質や、その動き全体を指す言葉。
こう捉えると、電気が「道具」ではなく、現象の名前だということが見えてきます。

流れると電流になる

電子が、バラバラではなく、一定の方向へ動き始める。

この状態が、 電流です。

回路がつながり、電子が進める道ができると、電気は「流れ」として姿を現します。

そして

• 家電が動く。
• モーターが回る。
• 画面が光る。

これらはすべて、電気が流れている結果。
流れがあるから、仕事が生まれるのです。

たまると静電気になる

一方で、電子は必ずしも流れるとは限りません。

移動せず、その場に偏ってたまる。
これが、 静電気です。

ドアノブに触れた瞬間の「バチッ」。
服を脱いだときのパチパチ。
あれは、たまっていた電気が一気に動いた結果。

流れていなくても、電気はしっかり存在している。
この点も、とても大切なポイントです。

プラズマは特別な状態の物質

次に登場するのが、プラズマです。

こちらは電気のような「現象名」ではなく、 物質がどんな状態にあるかを示す言葉。
この点が、まず大きな違いになります。

気体がさらに変化した状態

物質の姿といえば

• 固体
• 液体
• 気体

この三つは、学校でもおなじみですよね。

しかしプラズマは、そのさらに先にある状態。
気体が、より大きなエネルギーを受け取った結果として現れるものです。

というのも

• 高温。
• 強烈なエネルギー。

そうした条件がそろうと、気体をつくっている原子は、そのままの形を保てなくなります。

電子が引きはがされ、原子はバラバラに──これが、プラズマへの変化なんです。

電子が自由に動ける

プラズマの内部では、電子が原子から離れ、あちこちを自由に動き回っています。

電子だけでなく、プラスの電気を帯びた粒子も存在し、それらが入り混じった状態。
秩序はあるけれど、束縛は少ない。
そんなイメージです。

ようするにプラズマとは、電子が原子の束縛から解放された物質の姿。
こう捉えると、電気との関係も見えてきます。

電気をとても通しやすい

電子が自由に動ける。
つまりそれは、電気が流れやすい、ということ。

そのためプラズマは、 非常に電気を通しやすい性質を持っています。
少し電圧をかけるだけで、電子が一斉に動き出します。

例えば

• ネオン管が光る仕組み。
• かつて使われていたプラズマディスプレイの発光。

これらも、プラズマの性質を利用した例なんですよ。

電気とプラズマは深く関係している

ここまで整理してくると、電気とプラズマの距離感が、だいぶはっきりしてきます。

別ジャンルの難しい用語、というよりも、同じ流れの中にある存在。
そんな位置関係です。

電気があるとプラズマが生まれる

気体に、強い電気エネルギーを与えると、その状態は大きく変わります。

雷や放電実験で見られる光は、まさにこのメカニズムでプラズマが発生している結果なんです。
ようするに電気は、プラズマを生み出す引き金。
この関係を押さえておくと、自然現象の見え方が一段深まります。

プラズマの中では電気が動きやすい

逆の見方もできます。

プラズマの中は、電気にとってとても都合のいい環境。
電子が原子に縛られていないため、電流がスムーズに流れます。

その結果、電磁的な現象も起こりやすくなり、エネルギーのやり取りが活発になります。

• 電気がプラズマを生み、
• プラズマが電気を通しやすくする。

両者は、お互いを強め合う関係です。

雷やオーロラも関係している

雷は、空気が一瞬だけプラズマ状態になった現象。
あの強烈な光は、空気中に生まれたプラズマの姿です。

オーロラも同じ。
宇宙から飛び込んできた粒子の影響で、地球の上空の大気がプラズマ化し、光を放っています。

こんな具合に、普段は身近に感じにくいプラズマですが、自然界では、実はあちこちで登場しているんですね。

電気は、電荷がもつ性質や、その動きをまとめて表す概念。

一方でプラズマは、電子が原子の束縛から解き放たれた、物質としての状態です。

役割そのものは違いますが、このふたつは決して切り離せる存在ではありません。

1. 電気が作用することでプラズマが生まれ
2. プラズマの中では電気がより活発に振る舞う。

そんな相互関係にあります。

つまるところ電気とプラズマは、概念と状態という立場の違いを超えて、同じ現象世界を支えています。

このつながりを知っておくと、雷がなぜ光るのか。
宇宙空間で何が起きているのか。
さらには、核融合や半導体加工といった最先端技術の話まで、一本の線でつながって見えてくるはずです。