従来型と電子流

「標準の良いところは、選択できるものが非常に多いことです。」 —Andrew S. Tanenbaum、コンピュータサイエンス教授

正および負の電子電荷

ベンジャミン・フランクリンが電荷の流れの方向（滑らかなワックスから粗いウールへ）について推測したとき、電子が電荷の構成単位であることがわかっているにもかかわらず、彼は今日まで存在する電気表記の先例を打ち立てました。そして、これらの2つの物質が一緒にこすられると、それらは羊毛から羊毛に移動します。ワックスから羊毛に移動するのではありません。これが、電子が負を持っていると言われる理由です。 電荷：フランクリンは、電荷が実際とは反対の方向に移動すると想定したため、彼が「負」（電荷の不足を表す）と呼んだオブジェクトには、実際には過剰な電子があります。

電子の流れの真の方向が発見されるまでに、「正」と「負」の命名法はすでに科学界で十分に確立されていたため、電子を「正」と呼ぶとさらに多くのことができますが、それを変更する努力は行われませんでした。 「過剰な」料金を指す意味。ご存知のように、「ポジティブ」と「ネガティブ」という用語は人間の発明であり、それ自体、言語と科学的記述の私たち自身の慣習を超えて絶対的な意味を持っていません。フランクリンは、電荷の過剰を「黒」と呼び、不足を「白」と簡単に呼ぶことができます。その場合、科学者は「白い」電荷を持つ電子について話します（ワックスとウール）。

従来のフロー表記

ただし、「正」という言葉は「余剰」と関連付け、「負」という言葉は「不足」と関連付ける傾向があるため、電子電荷の標準ラベルは逆に見えます。このため、多くのエンジニアは、電気の古い概念を維持し、「正」は電荷の余剰を指し、それに応じて電荷の流れ（電流）にラベルを付けることにしました。これは従来のフローとして知られるようになりました 表記：

電子フロー表記

他の人は、回路内の電子の実際の動きに従って電荷の流れを指定することを選択しました。この形式の記号は、電子の流れとして知られるようになりました。 表記：

従来のフロー表記では、+と-の（技術的に正しくない）ラベルに従って電荷の動きを示します。このようにラベルは意味をなしますが、電荷の流れの方向は正しくありません。電子の流れの表記法では、回路内の電子の実際の動きを追跡しますが、+ラベルと-ラベルは逆に見えます。本当に、回路内の電荷の流れをどのように指定するかは重要ですか？シンボルの使用に一貫性がある限り、実際にはそうではありません。回路解析に関する限り、想像上の電流の方向（従来の流れ）または実際の方向（電子の流れ）を同じようにたどることができます。電圧、電流、抵抗、連続性の概念、さらにはオームの法則（第2章）やキルヒホッフの法則（第6章）などの数学的処理も、どちらの表記法でも同じように有効です。

従来のフロー表記と電子フロー表記

ほとんどの電気技師が従う従来の流れ表記があり、ほとんどの工学教科書に示されています。電子の流れは、入門教科書（ただし、これはそれから遠ざかっています）や、物質中の電子の実際の動きに関心のある専門の科学者、特に固体物理学者の著作に最もよく見られます。これらの好みは、特定のグループの人々が特定の方法で電流の動きを想像することが有利であると考えているという意味で、文化的です。電気回路のほとんどの分析は、電荷の流れの技術的に正確な描写に依存しないため、従来の流れの表記法と電子の流れの表記法のどちらを選択するかは任意です。 。 。ほとんど。

偏光と非偏光

多くの電気機器は、動作に違いがなく、どちらの方向の実際の電流にも耐えます。たとえば、白熱灯（十分な電流で白熱する細い金属フィラメントを利用したタイプ）は、電流の方向に関係なく同じ効率で光を生成します。それらは、方向が時間とともに急速に変化する交流（AC）でもうまく機能します。導体やスイッチも電流の方向に関係なく動作します。この電荷の流れの無関係性の専門用語は、非分極です。 。つまり、白熱灯、スイッチ、ワイヤーは無極性であると言えます。 コンポーネント。逆に、異なる方向の電流で異なる機能をするデバイスは、分極と呼ばれます。 デバイス。

電気回路で使用されるそのような分極化された装置はたくさんあります。それらのほとんどは、いわゆる半導体でできています。 物質などは、この本シリーズの第3巻まで詳細に検討されていません。スイッチ、ランプ、バッテリーと同様に、これらの各デバイスは、概略図で一意の記号で表されます。ご想像のとおり、分極化されたデバイスシンボルには通常、電流の優先方向または排他的方向を示す矢印がどこかに含まれています。これは、従来の流れと電子の流れの競合する表記法が実際に重要になる場所です。昔からのエンジニアは「文化」の標準表記として従来の流れを採用しており、エンジニアは電気機器とそれを表す記号を発明したのと同じ人物であるため、これらの機器の記号に使用されている矢印はすべて、電子の流れではなく、従来の流れの方向 。つまり、これらのデバイスのすべての記号には、に対してを指す矢印マークが付いています。 それらを通る実際の電子の流れ。

おそらく、分極化デバイスの最良の例は、ダイオードです。 。ダイオードは、チェックバルブに類似した、電流の一方向の「バルブ」です。 配管および油圧システムに精通している人向け。理想的には、ダイオードは一方向への電流の流れを妨げず（抵抗がほとんどまたはまったくない）、他の方向への流れを防ぎます（無限の抵抗）。その回路図記号は次のようになります：

バッテリー/ランプ回路内に配置され、その動作は次のようになります：

ダイオードが電流を流すために適切な方向を向いている場合、ランプが点灯します。そうしないと、ダイオードが回路の断線のように電流の流れを遮断し、ランプが点灯しなくなります。

従来のフロー表記を使用して回路電流にラベルを付ける場合、ダイオードの矢印記号は完全に理にかなっています。三角形の矢印は、正から負への電荷の流れの方向を指しています。

一方、電子フロー表記を使用して true を表示する場合 電子が回路の周りを移動する方向では、ダイオードの矢印の記号が後ろ向きに見えます：

この理由だけで、多くの人々は、回路内の電荷の動きの方向を描くときに、従来の流れを選択の表記にすることを選択します。他に理由がない場合は、ダイオードなどの半導体コンポーネントに関連付けられている記号の方がこの方法で意味があります。ただし、他の人は、「電子が実際に実際にあることを覚えておいてください」と自分に言い聞かせる必要がないように、電子の移動の真の方向を示すことを選択します。 電子の動きの真の方向が問題になるときはいつでも。

従来の電流フローと電子フローのどちらを使用しますか？

どちらのモデルも一貫して使用すれば正確な結果が得られ、電気回路の理解と分析に役立つツールである限り、どちらも同じように「正しい」ものです。ただし、電気工学のコンテキストでは、従来の電流がはるかに一般的です。この教科書は従来の電流を使用しており、学術的または専門的な環境で電子機器を研究しようとする人は誰でも、電流を高電圧から低電圧に流れるものとして自然に考えることを学ぶ必要があります。」

関連するワークシート：

• 電子と従来のフローワークシート