導体(電気を通すもの)

導体とは

導体とは、電気をよく通す物質で、自由電子が多く存在しているのが特徴である。金属類が代表的で、電子が物質内を自由に移動できる構造を持っている。電気回路や配線に欠かせない材料である。

導体を知る、それは「電気の通り道」を知ること

電気がスーッと流れるものと、全然流れないもの。実はこれ、「物の性質」の違いなんです。このページでは、導体というのは「電気をよく通す物質」ってことを、身近な例や理由とあわせてわかりやすく解説していきます!「どんな素材が導体?」「なんで電気を通すの?」って疑問もバッチリ解決しますね。



導体は「電気が通りやすい素材」

アルミ導体架橋ポリエチレン絶縁電線

アルミ導体架橋ポリエチレン絶縁電線
6600V架空線に使用されるアルミニウム導体の電線(被覆を剥がした状態)

出典:Photo by Togabi / Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0より


導体(どうたい)とは、ズバリ電気をスムーズに通す物質のこと。つまり、電気の流れをジャマしない、通り道になってくれる材料なんです。


代表的なものといえば、やっぱり金属。特に銅(どう)アルミニウムは、家庭の電線などでも大活躍してます。


たとえば、


  • 電線の中身:銅が使われてる
  • アルミホイル:電気を通すから実験にも使える


って感じ。電気が流れるには「通り道」が必要で、導体はその役目をしっかり果たしてくれるんですね!


なんで導体は電気を通すの?

ここがちょっと不思議なポイント。でも理屈は意外とシンプル!


金属の中には自由に動ける電子(自由電子)がたくさんあるからなんです。


この自由電子たちは、外から電圧がかかると一斉にズラッと動き出します。これが電流の正体!つまり、電子が自由に動ける=電気が流れるってことなんですね。


逆に、電子がガッチリ固定されちゃってる物質は、電気が流れにくい=絶縁体(電気を通さないもの)になります。


導体(左)と絶縁体(右)の比較図

出典:Photo by Siyer300 / Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0より


上の図は、「導体(conductor)と絶縁体(insulator)の違い」を、電場(E)の働きという視点からわかりやすく示したものです。


導体(conductor)の特徴(左側)
  • 外からプラスの電荷(+)とマイナスの電荷(-)を近づけると…
  • 導体の中の自由電子が移動して、外の電場を打ち消すように分布します。
  • その結果、中の電場(Enet)は 0(ゼロ)になります。


すなわち導体の中では電場が働かない= 電気がよく流れる性質に繋がっています。


絶縁体(insulator)の特徴(右側)
  • 外から同じように電荷を近づけても…
  • 電子が自由に動けないため、電場を完全には打ち消せません。
  • だから、中の電場(Enet)は 0 にならない


すなわち絶縁体の中では電場が残る= 電気を通しにくい性質につながっています。


まとめると…
  • 導体:中の電子が動いて、外の電場を打ち消せる → Enet = 0
  • 絶縁体:電子が動けず、電場を打ち消せない → Enet ≠ 0


図は、「電気を通す・通さない」の違いが、電子の自由度と電場の中の様子に表れていることを、ものすごくシンプルに見せてくれてるんです!


導体と絶縁体の見分け方

日常生活で見かけるもので、「これって導体かな?」って迷うこともありますよね。そんなときのために、代表的な例をチェック!


導体の例
  • 銅(電線)
  • アルミニウム(アルミホイル)
  • 鉄、金、銀(全部金属!)


絶縁体の例
  • プラスチック(コードの外側)
  • ゴム(電線のカバー)
  • 木やガラス(普通は電気通さない)


身近なもので試してみたいときは、電池と豆電球を使って導通テストするのも楽しいですよ!


導体って言葉、難しく感じるかもしれねぇが、実は「電気が通りやすい素材」のことを言ってるだけなんだ。電気を流す上で絶対に欠かせねぇ存在だから、絶縁体とセットでバッチリ覚えとけよ!