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電車は架線>パンタグラフから集電した電気を車輪>レールに流しているのは知っています。ではなぜ交流の場合+と-が入れ替わるのに 架線に触れると感電死するのにレールは触っても大丈夫なのですか? 
交流の場合どちらも同じ極だからどっちも同じではないですか??
これ長年の疑問なんです。詳しい方お願い致します。

A 回答 (7件)

先の回答がちょっとわかりづらいかな、とおもったので補足です。



おそらく「交流はプラスとマイナスが入れ替わる。だから(A)架線がプラスでレールがマイナスの時と、(B)架線がマイナスでレールがプラスの時ができる。じゃあレールがプラスの時はレールに2万ボルトの電流が流れているわけなのに、なんで触っても感電しないんだろう?」というのが基本の疑問と推測します。

しかし実際は、
(1)架線が2万ボルト・レールが0ボルト
(2)架線がマイナス2万ボルト・レールが0ボルト
といった具合に、架線の電圧が上下します。


電流は、高い電位から低い電位へ流れます。

それを踏まえると(1)の状態というのは、架線が高い電位つまりプラスでレールが低い電位つまりマイナスになるので(A)の状態ですよね? これはすぐにわかると思います。

一方(2)の状態を見てみます。この二つをみてみると、架線のほうが低い電位なので、架線はマイナス、そしてレールはプラスなわけです。ということは(B)の状態ですよね?

ほら、これでちゃんとプラスとマイナスが入れ替わってますよね。そして2万ボルトの電流も架線~レール間で流れています。でもレールは0ボルトのままです。そして地面も0ボルトです。0ボルトのレールと0ボルトの地面を触っても、同じ電位なので電流は流れません。よってレールに触っても感電しません。
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回答は出そろっていますので、おまけで・・・



基本的にはレールは0Vなのですが、
計測すると数V~数十V程度の微細な電流が流れていたということもあります。

素手でうかつにレールには触れない方が安全です。
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簡単に言いますと。



JRの交流区間の場合、架線電圧は2万ボルト~-2万ボルトで変動します。一方レールはアースされていますので、ずっと0ボルトです。

つまり「架線電圧が2万ボルト、レール電圧が0ボルト」と「架線電圧が0ボルト、レール電圧が2万ボルト」という状態が入れ替わってるわけではありません。変動しているのはあくまでも架線電圧だけです。

なので、レールに触ってもずっと0ボルトですので、感電することはありません。
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このくらいの電気のイロハくらい分かって欲しいとも思いつつ。


小中学校でやっていることですから。

基本は「電池の+にだけ繋いでも-だけにつないでも電気は流れない」ということです。(ここだけなら小学生並み)

では架線だけにさわっているのに何故電気が流れるのか、と考えてしまうでしょう。これこそが誤りです。本当に架線だけにさわったのでは電気が流れず感電しません。架線と架線以外の何かにさわることで感電するのです。そんなことが起こるのは何故か。これが小学生並みだと言った「+と-の両方にさわったときに流れる」です。

では、ここから一歩進みましょう。
電圧とは何でしょうか。電圧とは「電位」と呼ばれるものの「差」です。そう、電気はこの電位の差が無ければ流れることがありません。電気の流れは川の流れに例えることが多いのですが、電圧は川の高低差に相当します。水も高低の差があれば流れ、無ければ止まります。ちなみにこの電位の高い方が+、低い方が-です。
では、レールと大地との間に電位差があったらと考えましょう。まさしく、お考えのことが起こります。そうならないようレールの電位は大地と同じにしているのです。(これがアースというものです)

ところで電圧は流れません。質問のタイトルの「高圧が流れる」というのはあまり良い表現ではありません。電圧は川の高低差、流れずその場にずっと存在しているだけのものです。
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裸の電線にすずめが止まっても感電しないのと同じです。


仮の話、架線にぶら下がっても感電しません。当然、レールも同じです。
感電するのは、接地したものが架線に接触した場合です。

最初の話に戻りますが、接地されていない物質は、銅線より抵抗が大きいので、わざわざ抵抗の大きい方を選んで電気は流れないのです。
例えば、バイパス道路と旧道があった場合、わざわさ旧道を選んで走りませんよね。それと同じ理屈ですね。
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レールは大地に接地(アース)されており、レールと大地間は常に同電位です。


 電流が流れるには電位差が必要で架線と大地間(レール)には電位差(電圧)があり感電します。
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レースはアースされているので、電気は流れていますが感電しません。


ここら辺が参考になるかしら。
http://soudan1.biglobe.ne.jp/qa1026049.html

初期の電車は、この技術が無かったので、プラス/マイナス2本の線を
使って動かしていました。ロンドンのチューブは未だにそれが残ってます。
http://www.uraken.net/world/wrail/wrai53.html
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