やさしい電子工作

　 　動物、植物、鉱物は分子のの集まり。一つひとつの分子は、原子が結合したものであり、原子は原子核と電子で構成されている。
もっとも小さい原子は、水素原子であり、原子核（１個の陽子）と1個の電子で構成されている。次に大きな原子であるへリュームは、 原子核に陽子２個、中性子２個あり、電子2個で構成されている。原子が大きくなっていくと原子核を回る電子の数が増えてゆく。 原子の大きさは、10-10m、原子核の大きさは10-14 〜-15mで非常に小さい。電子はさらに小さい。

　 　原子核との結びつきが弱いと原子の外に飛び出してしまい、自由電子になり、自由に移動するようになる。自由電子の動きが電流。。 電流の向きは正電荷の移動する方向と決められたが、後になって、電流の流れは自由電子の流れであることがわかり, 電流（＋からーへの流れ）と電子の流れが逆になってしまった。
　　参照：電流と電子はなぜ向きが逆なのか？ 　　　　　　　やさしい電気回路　自由電子

　 　電流は、＋の電荷の流れと定義（自由電子の流れと逆）。電流の大きさは任意の断面を１秒間に移動する電気量で表す。回路を流れる電気の量。　電流の単位はアンペア（A)で表される。

　 　電圧は電気を押し出す圧力。電圧の単位はボルト（V)で表される。

　 　電力は電気によってどれだけの仕事ができるかの量。単位は「W（ワット）」で表わされる。 　電力（W）= 電圧(V) x　電流(A)

　自由電子の数が多く、電気を良く通す物質。代表的な導体は金属。純水は電気を通さないが、食塩などの不純物がはいると導体になる。

探求 超電導について調べよう

　金属の中では自由電子が動き回っている。この自由電子が金属原子同士を結び付ける役割をしている。 自由電子の移動により、電気や熱を伝えやすいため金属は高い電気伝導性と熱伝送性を持っている。

探求 銀、銅、金の電気伝導率が高いのは何故？

原子核と電子の引き合う力が強いため電子が移動することができず、電流が流れることがない物質を絶縁体と呼ぶ。ゴム、プラスティック、木。紙、油。

導体は禁制帯がなく伝導帯との間を自由に電子が移動できる。絶縁体は禁制帯が大きく電子の移動ができない。半導体は禁制帯が小さく、電圧や温度の条件により伝導帯に電子が移動できる。

純粋なシリコンやゲルマニュームの結晶は結晶の中の電子が固く結合していて絶縁体に近く、電圧をかけても電気はほとんど流れない。 そこに電子を余計に持った燐などの不純物を加えると結晶の中を電子が自由に動き回れるようになる。 半導体には２種類ある。

N（negative）型半導体
　燐のように電子を余計にもった不純物が含まれるものをN（negative）型半導体

P（positive）型半導体
逆に電子の少ないホウ素などの不純物が入ったものをP（positive）型半導体と呼ぶ。 P型半導体では、電子が足りない穴（正孔）が電子の代わりの働きをし、まるで＋の電子が動き回るように振る舞う。