電子回路や電気計測の分野では、「電流」や「電圧」という言葉を日常的に使用します。
しかし、これらが物理的に何を意味しているのかを正しく理解していないと、回路の動作や測定結果を誤って解釈してしまいます。
本記事では、電流と電圧の基本的な考え方を、原子レベルの視点と計測・評価の実務視点の両面から整理します。
電流とは何か（物理的な正体）
「電流」とは何が流れているのでしょうか。
その正体は 電子の移動 です。
物質を細かく見ていくと、すべての物質は原子で構成されています。
原子は、正の電荷を持つ原子核と、負の電荷を持つ電子から成り立っています。
通常、安定した原子では原子核中の陽子数と電子数が等しく、電気的には中性の状態にあります。
原子モデルから見る電子の存在
例えば、ヘリウム原子では、原子核の正電荷（＋2）に対し、2個の電子（−1 が2つ）が存在し、全体として電気的に釣り合っています。
このように、電流の本質は電子が原子から原子へ移動する現象であると理解できます。
電流が流れる条件
電子が自由に移動できる状態が整うと、電流が流れます。
金属などの導体では、外側の電子（自由電子）が比較的束縛されにくく、外部から力を受けることで移動します。
この「電子の流れ」が、私たちが回路上で扱う 電流 です。
電流の定義と単位
電流は、単位時間あたりに移動する電荷量として定義されます。
単位はアンペア（A）で、1 A は1 秒間に 1 クーロン（C）の電荷が移動することを意味します。
電圧とは何か（エネルギー差の概念）
電圧は、電流を流すための「原因」に相当します。
物理的には、電荷を移動させるためのエネルギー差と考えることができます。
電圧が存在しなければ、電子は一方向に移動し続けることはできません。
水位に例えた電圧の理解（工程直感）
電圧はよく、水の高さ（水位）に例えられます。
水位の高い場所から低い場所へ水が流れるように、電位の高い点から低い点へ電流が流れます。
この例えは、回路の動作や電流方向を直感的に理解するのに非常に有効です。
直流電圧の基準という考え方
電圧は、必ず基準点（0 V）を定めて測定されます。
例えば、乾電池の電圧が 1.5 V と表記される場合、それは一方の端子を基準（0 V）としたときのもう一方の端子との電位差を意味します。
基準をどこに取るかによって、同じ電池でも
＋1.5 V
−1.5 V
と表現が変わる点に注意が必要です。
電位の高低と電流の向き
回路図では、電位の高低を矢印で表すことがあります。
基本的な考え方は次の通りです。
・電流は電位の高い方から低い方へ流れる
・矢印の先が電位の高い側を示す
抵抗に生じる電圧降下も、この電位差として表現されます。
電流と電圧の関係を理解する重要性
電流と電圧は、どちらか一方だけを考えても回路は理解できません。
・電圧があっても回路が閉じていなければ電流は流れない
・電流は常に電位差によって駆動される
この関係を正しく把握することが、測定・評価・トラブル解析の基本となります。
計測・評価時の注意点（T&M視点）
電流・電圧を扱う際には、以下の点に注意が必要です。
・電圧は必ず基準点を意識する
・電流の向きと電位の高低を混同しない
・回路図の矢印表現を正しく読む
・測定器の接続基準（GND）を確認する
これらを誤ると、測定値そのものは正しくても解釈を誤る原因になります。
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