物質には電気をよく通す物と、電気を通さない物があります。
導体と絶縁体 の違いは自由電子があるか無いかによります。
導体にはたくさんの 自由電子 があるので電気をよく通します。
逆に絶縁体は自由電子がないので電気を通しません。
電気を通す度合いによって、導体、絶縁体、半導体と分けられます。
当たり前に生活していると気が付きませんが、空気は電気を通さない絶縁体に入ります。
自由電子の働き
電気をよく通す導体には、自由電子の数が多くこの自由電子が電気を通すもとになります。
自由電子というのは、原子との結びつきが弱い電子のことです。
自由電子 は図１のように原子との結びつきが弱いために、外部からエネルギーを受けると原子の外に飛び出してしまいます。
電流 が流れるのは、自由電子が移動することです。
金属は温度によって電気の導電性が変化します。
温度が低くなると導電性が上がり（電気抵抗が小さくなる）、逆に温度が高くなると導電性が下がります。
ある種の金属を非常に低い温度にすると、電気抵抗が限りなくゼロになることを 超電導現象 と言います。
ヘイケ・カメルリング・オネス（1853年9月21日-1926年2月21日）オランダの物理学者によって発見されました。
超電導の状態では、一度電気を流すと抵抗がゼロですから オームの法則 によって電流が流れ続けることになります。
これはリニアモーターカーに利用されています。
電気を通すか、通さないかは自由電子があるか無いかによります。
導体
導体 というのは 自由電子が多いものをいいます。
自由電子が多いということは、電気をよく通すということで 抵抗 が小さいということです。
一般的に金属は電気を通すものが多いです。
たとえば金、銀、銅、鉛、亜鉛、鉄、アルミなどたくさんあります。
電気回路では導体の代表的な金属は何といっても銅です。
銅は価格が比較的安く、電気的な性能にも優れていて、加工もしやすいので、電気機器や電気設備あるいは電化製品などにもたくさん使われています。
絶縁体
絶縁体 というのは 自由電子が無いので電気を通さないので、抵抗が大きいということになります。
絶縁体にはガラス、ゴム、プラスチックなどほかにもたくさんあります。
空気も絶縁体のひとつです。
電子と原子の結びつきが強く 電子の動きが制限されていて、外に飛び出すことができないために電気を流すことができないのです。
空気などは通常の状態であれば絶縁体ですが、オームの法則で分かる通り電圧がものすごく大きくなれば、抵抗が大きくても電流が流れることになります。
落雷などがこの状態になります。
カミナリが落ちる時にゴロゴロという音をだすのは、空気の絶縁を無理に破る時に発生する時の音です。
半導体
ある条件の時に電気を流したり、流さなかったりする物があります。それを半導体といいます。
たとえばシリコンなどは代表的な半導体です。
シリコン自体は電気を通しにくいのですが、ある種の不純物を加える事で、半導体と言われるものになります。
たとえば、一方向には電気を通すが反対には通さないというような物ができる。（これをダイオードといいます）
半導体はこのような特殊な性質があるために、様々な電子部品として利用されています。
この 半導体 のおかげでパソコンや携帯、テレビなど様々な電子機器、電気製品がうまれてきました。
以上で「自由電子の働き」の説明を終わります。
