地面に立っている人が電線に触ると感電する仕組み

地面に立っている人が切れた電線に触ると感電するのは、電線と地面(0V)の電位差から電流が流れるようですが、地面が0Vだから電流が地面へ流れるというのが分かりません。
例えば

電池の片方の極(+ or - 1.5V) → 電球 → 地面(0V?)

このように電池の片方の極に電球をつなぎもう一方の極につなぐ代わりに地面につないだ場合、電球が点くとは思えません。しかも、電子が出ていく(入ってくる)だけで戻ってこないというのが変な感じです。こんなことをしたら電池が切れた後は切れる前より電子重さの分重さが変わったりしそうです。この場合、電子はどこへ行ってしまうのでしょうか。電圧の違いや交流・直流の違いはあると思いますが結局は同じことだと思います。

電線から地面に電流が流れるのはなぜでしょうか。

No.2 ベストアンサー 回答者： oyaoya65 回答日時： 2008/08/22 17:27

通常の家屋に配電される交流１００Vの電線は、電柱の上に設置した柱上トランスで3300V/6600Vなどの高圧から電圧を家庭で使う交流１００Vまたは２００Vに電圧を落して、その電線の一方を電柱の下の地中に埋設された接地導体に接続されています。

これは雷などで過大な誘導電圧が家庭内の交流配線にに過大な危険な高圧の電圧が侵入しないようにする為に電線の一方を、柱上トランスの2次側の電線の一方を接地することになっています。
従って、比較的低い高さで配線されている電柱の電線は、一方が接地されていますので、地中の電位（正確には柱上トランスの設置された電柱の真下の地中電位）の0Vとなっています。切れた電線でも、接地された電線では感電しませんが、接地されていない方の電線には交流１００Vや２００Vの電圧がきていますので、その電線に触れれば、ヒトの身体を通って地中に向かって電流が流れます。

更に高圧電線になると三相交流といって電線3本1組で電力を送電しています。その3本の電線の電圧の電位の中性点が接地電位になっていますが、電線の電圧そのものが数千V～数万Vですから切れた電線に触れば瞬間に感電死します。（高圧電線の絶縁碍子を跨いで鉄塔（接地電位）と電線の間で黒焦げになっる蛇がたまにいるとのことです。）

この回答へのお礼

ありがとうございます。やはり地面に電子が一方的に動いているわけではないのですね。

お礼日時：2008/10/03 19:31

No.5 回答者： noname#74145 回答日時： 2008/08/22 22:29

話を単純化して単相二線で1000vの電線ＡとＢがアース無しに10キロメートル程空中に張ってありその片方Ａと地面の間に交流電流計を繋いだ場合針の振れはどうか。

普通考えると針は触れません、理由はＡ電線→電流計→地面→・・・・と来ても地面からもう片方のＢ電線に繋がる回路が形成されていないからなのですが・・・

しかし実際はＢ電線と地面との間は一対の電極と見做せ当然静電容量が有り、この静電容量によって閉回路が形成され電流が流れます。
静電容量による電流ですからＢ電線と地面との間で電子の往来は有りませんが電界の相互作用が有りますから普通のコンデンサーと同じように電流が流れます。

仮に直流1000vなら絶縁抵抗のみが影響し電流は交流の時より大幅に少なくなります。
電子の数の件ですが電池の中に存在する電子の数は常に同じで閉回路が形成された場合電池がポンプと同じ働きをして電子を突き動かすだけです。ベルトコンベアーの一部分を考えると動いていても止まっていても一定区間に有る製品の数は変わりませんよね、それと同じで電池の中の電子の数は変化しません。

この回答へのお礼

静電容量のこともよくわかりました。ありがとうございます。

お礼日時：2008/10/03 19:40

No.4 回答者： adasw-12 回答日時： 2008/08/22 19:10

地面の実測は、２０Ｍで６０Ω（途中、小散水有す）です。

電撃の場合、最も近い太いアースへ誘導されます
（通常は電柱の電源トランス）

柱上トランスはアースしてあります。

このアースが無いと
トランス故障（漏電）→６６００Ｖが家庭へ直接流れる恐れがあります。

ここに６０Ωの良導体として電撃がループします。

この回答へのお礼

電柱のアースと電線と地面の間の静電容量のせいで感電するのですね。ありがとうございます。

お礼日時：2008/10/03 19:39

No.3 回答者： tance 回答日時： 2008/08/22 18:04

＃１　tance　です。

発電所からずっとどこにも接地されていなければ、単純化して話しを
すれば感電しないと思います。

ただ、発電機をはじめ、途中のトランスなどには地面に対して、絶縁
抵抗以外に、静電容量があります。この容量を計算したことは
ありませんが、人が感電するくらいの電流は流れると思います。

仮に1mAで感電するとすれば、50Hz地域では0.032uFの容量でそのくらい
の電流になります。実際はおそらくこの何100倍もあるのではないかと
思います。

この回答へのお礼

電線と地面の間にコンデンサができているのは知りませんでした。度々ありがとうございます。

お礼日時：2008/10/03 19:37

No.1 回答者： tance 回答日時： 2008/08/22 17:24

答えは意外と簡単です。

電力線は単相、３相ともに、何らかの部分が
地面にアースされています。（多分、変電所か電柱かおそらくいたる
ところで）

電池の例で言えば、電池の電球でない側が接地されているのです。
電池の電圧では地面は抵抗が大きすぎて電球は光らないと思いますが、
100Vもあると感電する電流くらいは流れます。

単相３線というのがあって、真ん中がアースされているのですが、ある
工場では間違えて端の線を製造ラインにつないでありました。ラインと
本当のアースを同時に触るともろ感電します。スパナを落とすと火の玉
が飛び散ります。地面の抵抗って意外と小さいようです。

この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます。
では、発電所からの送電線すべてが全く地面にアースされていないとすれば、立っている人が電線に触っても感電しないということですか？

お礼日時：2008/08/22 17:29