静電気で家電製品が動きますか？

Question

小学生に静電気に関する質問をされて困りました。

タイトルどおりなんですが、パチッとくる静電気って何千ボルトとか、何万ボルトの電圧ですよね。　

１）　たとえばそれでモーターとか家電製品を動かす事って出来るのでしょうか？　出来ないとすれば、普通の電気と静電気とどこが違うのでしょうか？

２）　家に壁にあるコンセントですが、１００ボルトですよね。　この程度の電圧でも感電すると命の問題になるくらい危険なんですが、ドアに触れてパチッとくるくらいの何万ボルトもの高圧の静電気を感じて、なぜ死なないのでしょうか？　せいぜい 「イテッ！」 と感じるくらいです。　

もちろん、雷のパワーにまでいけば危険でしょうけど　・・

Wikipedia で調べたのですが、とても難しいため、小学生に説明しても分かるように簡単に解説して頂ければあり難いです。

daitei · Accepted Answer

人間が「感電」して死亡する例の多くは、心臓の鼓動を制御する
人体の中の弱い電流パルスを、邪魔するように電流を心臓に
流したときです。右手の人指し指から隣の指に電流が抜けても、
心臓に電流が通らなければ火傷などの軽症で済むことが多いということです。
労働安全の規格では、人体保護の感電の基準は
「漏電遮断器」という部品に規格があります。
家庭では水を使う洗濯機などの電源にとりつけられています。
この規格では、電圧より電流に重きを置いています。
人体には３０ｍＡ以上で１秒以上流した場合に危険とされています。
漏電遮断器は３０ｍＡで１秒以内に遮断する性能が要求されています。
電流の大きさは電圧の高さに比例しますので、電圧が高いほど危険に
なります。低くても電流の大きさがあれば危険です。
３０Ｖを超えたら危険の度合いはずいぶんと増します。
これ以下で安全かは、状況次第です。危険なことは変りありません。
家庭用の１００Ｖでは、人体に流せる十分なパワーがありますので、
感電事故は生命の危険があります。
静電気の場合は大きい電流が流せないので、心臓の鼓動をかく乱するほどの電流が流れません。ただし、驚いて、転んで頭を打ったり、
墜落、転倒の危険が伴いますので、安全の配慮は必要です。
大きい電流を持続的に流せない静電気では、動力源としては使えません。よって産業用の動力に使うことは、今のところできません。
ただし、埃を取ったり、コピー機のトナーの転写に利用したり、
身の回りでも応用した例はあります。
ガソリンスタンドなどで給油の際に、気化したガソリンに引火させるほどのエネルギーは静電気でも十分です。
はずした蛍光灯の管に静電気の溜まった下敷きを当てると、
一瞬発光するのが見えます（暗いところで）。

miran_2006 · Answer

＃１０です。
思い出しました。過去に一度だけ静電気で大きなダメージを受けたことがあります。
学生の頃、電気屋のアルバイトで、掃除をしていた時に、陳列していたテレビのブラウン管を拭いていました。ブラウン管はもともと帯電しやすいので、その際に、自身の体に相当量の帯電をしたようです。
それが一気に放電して、一瞬、意識がなくなりブラックアウトしました。
店の漏電ブレーカも落ちて、何やってんだ！と怒られた事があります。ｗ

miran_2006 · Answer

1)さすがにテレビなどの家電品を動かすのは難しいでしょう。
　もともとのエネルギー量が小さいのと、使う電圧が大きく違うので、もしも連続的に静電気を発生するような静電気式発電機が仮にあったとすれば、それを変圧して使用すると言った様な感じになりそうですが、あまり現実的ではありません。
それよりも、お子様に見せるのなら、帯電した体で、埃の多い状態の金属部分を触れて、パチッとなった瞬間に、僅かですが埃が動くので、この程度の力しか持っていないから無理だよ。と説明してみては・・・
痛そうなので、私はやりたくないですけど・・・

２）感電については、体内を流れた電流の量×時間で危険度を現すことが一般的です。
静電気は電圧は高くても時間が極めて短いので死に難い。
また、静電気は冬場の乾燥した時期に発生するので人体の表皮の抵抗も高くなります。従って、体内に流れる電流も夏場よりは低くて済みます。

http://www.eccj.or.jp/he_qa/elec/d0104.html
私が持っている本では電流と時間の割合のグラフが載っていますが、このグラフでは10mA～3A、10msec～10秒の範囲で危険の領域を定義しています。カーブの関係は電流大：時間小です。

daitei · Answer

No.6で回答したdaitei です。
No.6の回答の中の数値の誤りがありました。
漏電遮断器の規格は、３０mA で0.1秒です。
先の回答では30mAで１秒と誤記してしまいました。訂正します。
この規格は労働安全衛生法で決められた部品の定格ですから、数値には
根拠があります。申し訳ありませんでした。

mazeran · Answer

>普通の電気と静電気とどこが違うのでしょうか？
普通の電気も静電気も同じ「電気」ですが、発生の仕方に違いがあります。
普通の電気(便宜上、静電気に対して「動電気」と呼びます。)は導体内の「自由電子」と言われる電子が自由に移動することで「電流」が発生します。動電気を良く通す金属は、この自由電子があるために、電気や熱を良く伝えます。
ホースの中にパチンコ玉を詰め込んだ状態と同じで、ホースの入り口からパチンコ玉を１個入れると、ホースの出口からパチンコ玉が１個こぼれ落ちます。このパチンコ玉に当たるのが「自由電子」と考えてください。自由電子自体の動きはそんなに速くありません。電気は光と同じくらいの速度で伝わると言われていますが、原理はこのホースの中のパチンコ玉と同じです。実際に電子は、ある方法で実際に動きを見ることができます。
動電気の場合はこのように、連続して電子を供給することで連続で流すことができます。すなわち、連続してエネルギーが供給できるわけです。

一方の「静電気」は、自由電子によって起きるのではなく、原子の一番外側にある「外殻電子」が摩擦などで剥ぎ取られることで発生する電気です。
絶縁体、たとえば樹脂などは自由電子がありませんので動電気を流すことはできませんが、当然「原子」はありますので、摩擦などの行為によって静電気を発生させることは可能です。
この「静電気」は、字の通り「静かな電気」、「動かない電気」なのです。
原子の最外殻の電子は自由に動き回ることができないので「流れる」と言う現象は起きません。せいぜい剥がれ落ちた最外殻の電子が、その近辺に「溜まる」と言う程度です。
ただし、劇的に動く瞬間が、あの「パチッ」と来る「放電」する瞬間なわけです。
最外殻の電子を失った原子は、その原子１個を見ると、見かけ上プラスに帯電した状態となり、そのままでは非常に不安定なので、安定しようとマイナスの電子を引き付けようとします。
しかしなかなか電子も安易にはやって来てくれません。
ただ、静電気は他の方が言われているように非常に電圧が高いです。
実は電気は「電圧」が高いと、電子が飛び易くなるので、電子を引き付けようとする力が限界にまでなって、思わず１個でも電子が引き付けられると、それを切っ掛けにして「芋づる」的に他の電子も引っ張れてしまい、一瞬で大量の電子がプラスに帯電していた原子へ引っ張られます。これが「雷」や、「パチッ」と来る「放電」なのです。

この一瞬で、電気的に不安定だったものが安定していまうので、連続した電子の流れが発生しないのです。
原子の一番外側の軌道を回る電子が、剥ぎ取られることで発生する電気が「静電気」なので、動電気とはまったく違う原理で発生し、連続的に電流を流す(電子を移動させる)ことができないのです。

ここでよく間違って認識されているのが、「静電気はアースで逃がすことができる」と言うことです。
静電気の電子はその場から動くことができません。なのでアースを施しても静電気を逃がして無くすことはできないと言うことです。
アースを繋いでいる状態では、見かけ上、静電気がなくなったように見えてしまうので、皆さん勘違いされているようです。
たとえばプラスに帯電している絶縁体にアースを付けると、アースからマイナスの電子がやって来て、見かけ上、帯電していないようになるだけで、アースを外した瞬間に元に戻ります。
静電気は「イオン」で中和させるか、積極的に「放電」させないとなくなりません。
飛行機を注意深く見てみると、翼の先端や胴体の尖ったところに、筆の毛のような物や、無数の突起物があることがわかると思いますが、飛行中、空気との摩擦で起きた静電気をそこから「放電」させて逃がしているのです。
・・・余談でした。

人間が電気で死亡する「致死量」は、電圧ではなく電流が問題となり、１A(アンペア)が致死量だと教わったことがあります。
まぁ流れる場所や、人間の体質などにより増減はあるでしょうが、「一般的」なところの量として認識してください。

Ichitsubo · Answer

>となると、静電気でもずっと流れた場合には普通の電気のようにモーターを動かす事も可能になるわけなんでしょうね。

言葉の問題ですが、静電気は流れてないから静電気と呼ぶのであって、流れている電気は静電気と呼びません。「無免許医師でも医者の免許を持っていれば合法ですよね？」の様なものです。免許を持っている医師は無免許医師ではありません。

ところで、「パチッ」を静電気と考えていらっしゃるようですが、「パチッ」は静電気の本質ではありません。静電気がたまりにたまってどうしようもなくなったとき、本来電気を流さない空気中を流れていく現象が「パチッ」なんです。

taunamlz · Answer

１）　たとえばそれでモーターとか家電製品を動かす事って出来るのでしょうか？　出来ないとすれば、普通の電気と静電気とどこが違うのでしょうか？
出来ますよ。
ただ、電力が少ない上に電圧が高すぎるので動かせる物は殆どありません。
蛍光灯を一瞬つける実験とかやってたと思いましたけど。


２）　家に壁にあるコンセントですが、１００ボルトですよね。　この程度の電圧でも感電すると命の問題になるくらい危険なんですが、ドアに触れてパチッとくるくらいの何万ボルトもの高圧の静電気を感じて、なぜ死なないのでしょうか？　せいぜい 「イテッ！」 と感じるくらいです。　
人間が感電してヤバいのは「電流」なんですね。静電気は殆ど電流が流れない為に「イテッ！」で終わります。
そして、１００Vで死ぬか死なないかもやはり電流が関係してきます。
手が乾燥しているとき、皮膚の抵抗値は非常に高い為に電流は殆ど流れません。
手がぬれている時、皮膚の抵抗値が下がってしまう為に電流が流れてしまいます。

tadys · Answer

静電気で家電製品を動かすのは無理です。

問題は電圧ではなくて、エネルギーの量です。
たとえて言うと、100℃のお湯でもゴマ粒ほどの大きさしかなければ
一瞬熱いと感じても火傷するほどのことはないでしょう。
しかし、50℃ぐらいのお湯でも大量にあって長時間触れていると火傷になります。

日常発生する静電気の場合は電圧が高くてもエネルギーの総量はそれほど大きくは有りません。
真っ暗な中で静電気を蛍光灯に流してやると一瞬蛍光灯が光ります。
所詮、一瞬光らせるぐらいのエネルギーしかないのです。

ただし、静電気でも量が多いと大変な事になります。雷がその例です。
静電気でも大容量のコンデンサに蓄えると大量のエネルギーになり危険です。
ブラウン管式のテレビには高圧用のコンデンサがあるので不用意に内部に触れると大変な事になります。

Denkigishi · Answer

電気で何かの仕事をするときには、電圧だけでなく電流が必要な時間だけ流れる必要があります。電気が為す仕事を表す式は、
［電気の為す仕事］＝［電圧］×［電流の大きさ］×［電流が流れる時間］
という式で表します。
静電気は電圧だけは非常に高いのですが、ごく僅かの電気が同じところにじっとしているだけです。パチッと放電するとその一瞬だけ動きますがそれで無くなってしまうので電流が持続しません。つまり時間が限りなくゼロに近いのです。だから先の式から分かるとおり仕事もほとんどゼロなので感電はするけれど継続的な仕事ができないのです。
雷も静電気ですが雲の中に電気が大量に溜まっているので、電圧も電流もとてつもなく大きく、電流が流れる時間も結構長いため、大きな被害が生じます。
コンセントの１００Ｖは使っても使っても電気が発電所から送られてくるので、電流は充分に大きく時間は長時間なので多くの仕事が出来ます。

AsanoNagi · Answer

No.1 補足です。
書いてはみたのですが、そして、間違いではないのですが、説明が適切ではないと。
プールの水の場合、実際には、水自体の「高さ」があるので、これが、かなりの圧力（電気に直せば電圧）になります。ですから、プールの水は適切ではないです。

うまく例えられませんでしたが、静電気は、電気の量が少ないので、一瞬しかびりっと来ません。従ってモーターを動かすこともできませんし、あまり危険ではありません。
通常の電気は、連続的に電気が供給されるので、モーターなどを連続して動かすことができますし、感電すると危険です。
こういうことです。

失礼。

静電気で家電製品が動きますか？

人間が「感電」して死亡する例の多くは、心臓の鼓動を制御する

＃１０です。

1)さすがにテレビなどの家電品を動かすのは難しいでしょう。

No.6で回答したdaitei です。

>普通の電気と静電気とどこが違うのでしょうか？

>となると、静電気でもずっと流れた場合には普通の電気のようにモーターを動かす事も可能になるわけなんでしょうね。

１） たとえばそれでモーターとか家電製品を動かす事って出来るのでしょうか？ 出来ないとすれば、普通の電気と静電気とどこが違うのでしょうか？

静電気で家電製品を動かすのは無理です。

電気で何かの仕事をするときには、電圧だけでなく電流が必要な時間だけ流れる必要があります。

No.1 補足です。

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