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昔、電気の勉強をしてるときに「電食」という現象を知りました。(鉄道に関わってないので詳細は知らないです。)

帰線電流はレールを伝って電鉄変電所に戻ります。
帰線電流が言う事を聞いてちゃんとレールに流れてくれれば良いのですが、レールに流れない電流(漏電電流?)は地面の中に吸い込まれていくのでしょうか?

もし、世界中の電車の漏電電流が、地面の中に吸い込まれると、地球がどんどん帯電していくことはないでしょうか?
幾らか帯電したら、雷として、宇宙に放電するのでしょうか?

http://www.tawatawa.com/denshanani/page027.html

A 回答 (5件)

No.1 です。


漏電ブレーカは2本の電線の電流バランスが崩れることを検知しています。
べつに地面への電流を見ているわけではありません。

雷は私の専門でもあります。

地球の大気は、太陽熱による熱運動と、地球の自転による機械的運動で動いています。
そこで生じる摩擦で正負の電荷を生じます。
大気が物理的に動いているので電荷もそれに合わせて分離・移動してしまいうます。
その電荷が局所的に集まり、絶縁破壊ができるエネルギレベルになると火花放電を起こして中和します。
これが雷です。

実は雷放電をしなくても大気中には電荷がたくさん分布しています。
そいつらは自然にぶつかって中和したり、雷のようなものでないおとなしい放電をして中和したりしています。

大雑把に言って、地球を輪切りにすると、地表と高層大気の間で大気の循環のような電荷の循環が生じています。
つまり、電流が流れているわけです。
これで電流減から出た電荷はぐるっと回って元に戻る閉回路が形成されています。

確かに宇宙に放電する電荷はあります。
しかし、理論的にも実測上も、それは太陽から来たもので、一瞬地球につかまるけど、それと同じ量が別の場所から放出されることで、地球の帯電状態は基本的にゼロといえる状態に保たれています。

私はプロファイルのような航空宇宙の世界の電気屋で、雷や静電気なんかの対応を仕事にしていました。
昨夏リタイアしましたが、ひさびさに錆びかけた頭を使いました。
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この回答へのお礼

>大雑把に言って、地球を輪切りにすると、地表と高層大気の間で大気の循環のような電荷の循環が生じています。
>つまり、電流が流れているわけです。
>これで電流減から出た電荷はぐるっと回って元に戻る閉回路が形成されています。

そうなんですか。
昔、避雷器に関する本を読んだのですが、雷に対して、そのような説明を書いてほしかったですね。


結局、落雷と漏電電流によって、地球が帯電する心配は不要のようです。
今日から、ゆっくり眠れそうです。

お礼日時:2021/08/14 10:56

NO2を補足しておくと


1 m隔てて僅か1 C の帯電があるとしましょう。
電荷間に働く力は 90億 N≒9億 kgf=90万tonf

帯電が解消されなければ、たったこれだけの帯電でも
何もかもが電磁力でグチグチャになり跡形も残りません(^-^;
殆ど重さのない電子がこれだけの途方もない力を受けたらどうなるか
考えるまでもないと思います。
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この回答へのお礼

>帯電が解消されなければ、たったこれだけの帯電でも
>何もかもが電磁力でグチグチャになり跡形も残りません(^-^;

わかりました。
帯電しないように、元に戻るのですね。
仮に帯電したとしても、すぐに放電しますし、、

お礼日時:2021/08/14 10:56

No.1 です。


ひとつコメントし忘れました。
電食についてです。

たぶん、質問者の理解が正しくありません。

『でんしょく』という言葉は、金属が水が介在して腐食することを言います。
水と金属が触れると金属はイオン化して水に溶け込みます。
その結果、金属は水に食われて減ったようになります。
これを『でんしょく』と呼んでいます。
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この回答へのお礼

>電食によって地球が帯電しないか?

確かに、質問の言葉がおかしいです。汗。


>『でんしょく』という言葉は、金属が水が介在して腐食することを言います。

そうですね。
ひと昔前、ネットで「電食」を調べても、いきなり専門的な説明ばかりで、訳がわからなかったものばかりでした。
でも、今は、わかりやすく説明したネット記事がありますね。

お礼日時:2021/08/14 10:48

もし電流が戻らないと電鉄変電所も同時に帯電。


僅かな帯電でも地球と変電所との間に莫大な電場が発生し、
電荷の偏りを速やかに解消してしまいます。

クーロンの法則を確認してみましょう。
クーロン定数は途方もなく大きく
これが僅かな電荷の偏りも許しません。
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電流は出たところに必ず帰ります。


電車の動力の電流も同じです。
絶対に100%帰ります。
確かに脇にそれて流れる成分はあります。
しかし、それは極めて微々たるものです。
しかし、それでさえ、必ずもとに帰ります。
それも光速でです。
どっかで漏れてたまっているなどということは全くありません。
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この回答へのお礼

>しかし、それでさえ、必ずもとに帰ります。

そうでしょうか?電車から離れます。

下記は、漏電ブレーカの仕組みです。確かに接地線があれば、大地を介して元に戻ります。
でも、接地線がない場合、電子はどこか他所に行ってしまうのではないでしょうか?

落雷の避雷針の場合も、雷の電流は、地面に流れ込んで行ってしまいます。


https://hegtel.com/roden-bureka.html

お礼日時:2021/08/14 09:57

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