オーミックおよび非オーミック導体

電気は電子の流れであり、電流を通さない物質があり、それを不導体という。しかし、金属のように電気をよく通すものもある。これらの導体の間には、オーミック導体とノンオーミック導体という分類がある。オーム導体と非オーム導体の違いを理解するためには、まずオームの法則を見てみる必要があります。

オームの法則とは、温度などの他の要素を制御または一定に保てば、導体に流れる電流は電圧に比例する、というものです。現在では、この法則に従う導体をオーミック導体、従わない導体をノンオーミック導体と呼んでいる。銅やタングステンなどの純金属は、この法則に完全に従うので、オーミック導体である。これらの導体は、オームの法則に従うために、一定の圧力と温度を必要とする。その抵抗値は電流によって変化することなく、一定である。ただし、電流の強さも非常に小さいものでなければ、オーミックコンダクターとしての特性を失ってしまう。これを「熱効果」といいます。

金属には、電流を流す役割を担う自由電子が存在する。これらの自由電子は振動し、しばしば互いに、また近くの原子の電子とも衝突し、運動エネルギーを放出する。このエネルギーが熱となって消失すると、電子が通りにくくなり、金属の抵抗は温度とともに増加する。導体が非オーミック導体になるとき。例えば、フィラメント電球に使われているタングステンは、電流を通すオーミック導体ですが、タングステンの温度が上がって光り出すと、非オーミック導体になります。