電荷の移動

コンデンサの+-をつなぐと一瞬電流が流れて中和しますよね？
それで質問なのですがプラスもしくはマイナスに帯電している金属を
帯電していない金属に導線でつなげた場合、電位差があるわけですが
この場合電荷の移動や分布の変化はあるのでしょうか？
宜しく御願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： sanori 回答日時： 2006/04/30 12:09

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放電する前の人が帯電する過程は、衣類同士がこすれあって片方の衣類から電子が離れてそれがもう片方の衣類にくっついたり、空気などに放電しつつ人にも移動するような感じなのでしょうか？
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はい。そうです。
パチッときてしまう人は、電子を奪われ、プラスに帯電しています。

空気への放電は、極めて少ない（遅い）です。



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またコンデンサの説明なんかで誘電分極した絶縁体から電子は取り出せないと書いてあるのですが、実は少しづつ放電したりしてるんでしょうか？
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よくそんなこと知っていますね。（笑）

私が誘電分極という言葉を初めて聞いたのは、
半導体ＬＳＩにおいて、多層配線間を絶縁するとか、最上層のカバー絶縁層が誘電分極しちゃったケースの話です。

それがトランジスタにとって、ゲート電圧がかかっているのと同じことになってしまい、結果としてトランジスタの閾値電圧が変わって見えてしまうのです。

私も理屈は良く分からないのですが、
一度高温まで暖めると、回復する（分極がなくなる）場合もあるみたいです。
なんででしょうね？

なお、
おそらくですが、
絶縁体とはいえ、抵抗は無限大ではないので、ちょっとずつは回復していくと思います。

それがどれぐらい早いのか遅いのかは、材料の種類によっても違うでしょうし、私も分かりませんが、
話としては、ドアノブと大体同じ話になりそうです。



ちなみに、
ちょっと似た話に、つい最近回答しました。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=2116763

この回答へのお礼

とても親切で分かりやすい回答ありがとうございました！
本ではなかなか分かりにくかったので助かりました。

お礼日時：2006/05/04 10:03

No.2 回答者： sanori 回答日時： 2006/04/28 15:54

＞＞＞

同じように冬場の乾燥した中、アースされていないドアノブに触ると
静電気が流れるのも同じような理由なのでしょうか？
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正しいです。

理想的に無限のスピードで短絡すれば、普通の「電流」ですが、ドアノブと手指が接触する寸前に、放電電流が流れます。
ちなみに、ドアノブのほうがプラスであれば、ビリッ！パチッ！とは、きません。

ですから、実は、
コンデンサのプラスとマイナスを短絡するときも、短絡する前に放電します。

また、
部屋を暗くして、家庭用機器の電源コンセントに家電のプラグを抜き差しすると、時々火花を見ることができます。
怖いですよ。（笑）
（単純な機器で、機器のスイッチがＯＮになっている場合は、特に。）


＞＞＞
そうするとドアノブは暫く帯電状態が続くのでしょうか？
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はい。その通りです。

しかし、現実には、人間のほうが帯電しているケースのほうが、はるかに多いです。
（米村でんじろう先生のパフォーマンスを応用して、誰かがいたずらでドアノブに電気を貯めたら、話は別ですけど。）

ですから、人によって、パチッと来やすかったり、来にくかったたりします。ただ、主因は体質ではなく、靴底（と床・じゅうたんとの関係）や衣服のほうだと思います。

実際、ＩＣや微細な回路基板、および、電子機器の検査工程では、作業者の腕にアース線をつないだりしています。

なお、
理想的に絶縁されていると仮定すると、いつまでも帯電しています。
しかし、電気抵抗が無限大という物質は無いはずなので、少しずつ放電・除電されていきます。
新品の乾電池も、しばらく放っておくと放電で電力が消費されます。内部放電のほか、パッケージから取り出すと空中への放電の効果も大きくなるそうです。
（ですから、一度開けた電池を新品のまま保管するときには、電極部分にセロテープを貼っておけ、ということを、私は習ったことがあります。おそらく、次々と多数の空気分子が衝突してこなくなるので、空気をイオン化する機会が少なくなる、すなわち、電極と空気との間で電荷が移動しにくくなる、ということなのだと思いますが・・・。）

この回答への補足

>>ちなみに、ドアノブのほうがプラスであれば、ビリッ！パチッ！とは、きません。

人じゃなくてドアノブ側が帯電していることもあるんですね！

>>しかし、電気抵抗が無限大という物質は無いはずなので、少しずつ放電・除電されていきます

放電する前の人が帯電する過程は、衣類同士がこすれあって片方の衣類から電子が離れてそれがもう片方の衣類にくっついたり、空気などに放電しつつ人にも移動するような感じなのでしょうか？
またコンデンサの説明なんかで誘電分極した絶縁体から電子は取り出せないと書いてあるのですが、実は少しづつ放電したりしてるんでしょうか？
色々しつこく聞いちゃってますが、教えてもらえると嬉しいです。

補足日時：2006/04/30 11:33

No.1 回答者： sanori 回答日時： 2006/04/27 22:17

同じです。

基本的には中和です。

「基本的に」と書いた理由は、
電荷が一様に散らばるわけではなく、自由電子同士がお互いに、なるべく遠ざかるように、再分布する、という意味を含めてのことです。

これは、２つの金属および銅線の形状、位置関係に依存しますから、一概にどうとは言えないのですが、
大雑把に言えば、
短絡後の状況を「１つの金属の塊」と見なせば、塊の表面に電荷が集中しようとし、だいたい、どこの表面でも、面電荷密度は同じぐらいになりそうです。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
同じように冬場の乾燥した中、アースされていないドアノブに触ると
静電気が流れるのも同じような理由なのでしょうか？
そうするとドアノブは暫く帯電状態が続くのでしょうか？

補足日時：2006/04/28 13:56