【3月6日実施】システムメンテナンス実施のお知らせ

「線路の上の電線に金属棒で触れながら線路の上に立つと感電するよ」という話を耳にしたことがあるのですが、電流は電位の高いところから低いところに流れようとするから、
金属棒と人を伝って電線という高電圧のところから0Vである地面に向かって電流は流れる。これが感電の要因だと思うのですが、人にはとても大きな抵抗がかかっていると聞いたことがあります。抵抗と電流の流しにくさは比例すると思いますが、この事象から電流はどんなに抵抗が大きくても少しの電位差があればその抵抗を通って流れるということですか?

(写真はこの事象の回路図です。疑問なのは、抵抗がほとんど0であるaと抵抗も電位差のも大きいbのどちらに流れるのかということです。)
(結論はbに流れるということですがどの状況においても電流は抵抗の大きさよりも電位差を優先するのですか?)

「「線路の上の電線に金属棒で触れながら線路」の質問画像

A 回答 (6件)

>電車の電線の電圧は数十キロ ボルトらしいので、



日本の鉄道では、数十キロボルト=数万ボルトにもなる電圧はつかわれていません。

日本の鉄道の電化は、次の電源方式があります。
・直流1500V
・直流750V
・直流600V
・交流25000V(50Hz/60Hz)
・交流20000V(50Hz/60Hz)

なお、釣り竿が架線に触れたことによる感電事故というものもおこっています。
https://trafficnews.jp/post/35744
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下図の AC3~4の領域がいわゆる感電です。


人の抵抗は、乾いた肌ではおよそ 5 kΩ と言われているので
人を殺すには 最低 250 V で1秒くらいは必要なようです。

電車の電線の電圧は数十キロ ボルトらしいので、
瞬殺ですね。
「「線路の上の電線に金属棒で触れながら線路」の回答画像5
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電車が直流モーターの場合は 架線が + で 線路が - です。


架線 a は 同じ電位ですから、抵抗なんて関係なく 電気は流れません。
b の抵抗値が大きければ 流れる電流は 少なくなりますが、
人間の体は 約半分位が 水ですから 一般的には
電気を通しやすい方の筈です。
つまり b の抵抗値は 高いとは言えません。
命を奪う程度の電流は 流れます。
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>この事象から電流はどんなに抵抗が大きくても少しの電位差があればその抵抗を通って流れるということですか?



はい。オームの法則に従って、
 電流 = 電位差/抵抗
の電流が流れます。
「一定の電位差以上にならないと流れない」などという「しきい値」はありません。

また、電車の例の場合には、交流電源は在来線で 20kV = 2万ボルト、新幹線で 25kV = 2万5千ボルトですから「少しの電位差」どころではありません。
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>人にはとても大きな抵抗がかかっていると聞いたことがあります。



いいえ、それほど大きな抵抗値ではありません。
電車の電線が直流の場合で、人が感電死すると言われる電流値の
約3倍の電流が流れます。

また、3Vの電池に白色LEDをスイッチを通して直結し、
そのスイッチがオフの時に電極を指でショートすると、
LEDはほんのり点灯します。
 ほんのり:真っ暗な環境でぼんやりと点灯しているのが分かる程度
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流れにくいというだけで流れないというわけではありません



流れにくいところも突き抜けて流れるほどの高い電圧がかかっているからです

aへの流れが無くなって全部bに・・・・というわけではない
相変わらずaに流れるし、bにも流れていく

そうじゃないとパンタグラフで電気を受け取って電車を走らせることも出来ませんね
電車だって抵抗という意味では同じでしょう?
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