変位電流

変位電流（へんいでんりゅう、英: displacement current）は、電束電流（でんそくでんりゅう）とも言い、電束密度の閉曲面における法線成分の面積分が時間的に変位し発生する電流である。電束密度を${\displaystyle D}$、閉曲面を${\displaystyle S}$とすると次の式で表せる。

${\displaystyle I={\frac {d}{dt}}\int _{S}^{}D_{n}\,dS}$

通常、電流は電荷の移動で発生するが、変位電流は電荷の移動で発生するものではないので、「変位」という名称が付けられている。単位は（通常の）電流と同じくアンペアである。電荷移動を伴う電流のことを、変位電流と対比して伝導電流と呼ぶ^[1]。

変位電流の例として、コンデンサの放電がある^[2]。

ジェームズ・クラーク・マクスウェルが、電磁気に関する第三論文の「電磁場の動力学的理論」で初めて導入し、著書の『電気磁気論』に記した。変位電流の導入によって、マクスウェルの方程式は完成し、そこから電磁波や光速度が導かれた。

磁場との関係

(アンペール-マクスウェルの式)

${\displaystyle \oint _{C}{\boldsymbol {H}}\cdot \mathrm {d} {\boldsymbol {l}}=\int _{S}\left({\boldsymbol {j}}+{\frac {\partial {\boldsymbol {D}}}{\partial t}}\right)\cdot \mathrm {d} {\boldsymbol {S}}}$ 

より変位電流は磁場 H と関係づけられるが、変位電流は磁場を作るのかという問いは現代の物理学者の間でも議論になるテーマである^[3]。作る^[4][5]/作らない^[6]のいずれかであるという説や、磁場を作るという言葉の定義が曖昧であることに起因する問題である^[7]、磁場を伝導電流と変位電流それぞれに起因するものに分離することは不可能である^[8]などの説がある。

脚注

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1. ^ コトバンク
2. ^ 電磁気学II (PDF) 摂大・鹿間 2021年3月25日閲覧。
3. ^ 「企画 変位電流とは何か」『物理教育』第60巻第1号、2012年、31-51頁。 
4. ^ 菅野礼司「変位電流と磁場の関係について」『物理教育』第60巻第1号、2012年、32-37頁。 
5. ^ 斎藤吉彦「「変位電流は磁場を創らない」を考察するモデルについて」『物理教育』第60巻第3号、2012年、209-212頁。 
6. ^ 兵頭俊夫「変位電流は磁場を"作る"か」『物理教育』第60巻第1号、2012年、44-51頁。 
7. ^ 中村哲, 須藤彰三「変位電流は磁場を作るのか?」『物理教育』第60巻第4号、2012年、268-273頁。 
8. ^ 北野正雄「変位電流をめぐる混乱について」『大学の物理教育』第27巻第1号、2021年、22-25頁。 

関連項目

• 強誘電体メモリ
• ヴィルヘルム・レントゲン: 変位電流はレントゲン電流とも呼ばれる。^[要出典]