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人体をコンデンサとみなせる理由

お世話になります。

ある本に、
==
人体も導体の一種なので、地面に対してある一定の静電容量を持っていて、その大きさは約100pF。
==
と書いてあったのですが、なぜなのかが理解できません。

私のイメージでは、コンデンサには2つの導体が必要で、人体は1つの導体の塊です。
なので、1つの塊である人体をどうしてコンデンサとみなせるのかが理解できないのです。

もしも地面と人体の2つを合わせてコンデンサとみなしているのであれば、人体の姿勢や靴の厚さによって静電容量は変わってくると思います。
そういうのもふまえた上での「約」100pFということなのでしょうか?

何か勘違いをしているかもしれませんので、何かご存知の方、教えていただけると嬉しいです。
よろしくお願い致します。

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A 回答 (4件)

実は、まったく孤立した導体球も、静電容量を有します。

もう一方の電極は、いわゆる「無限遠」ですね。ここでは、地球(大地)など、他の物体の影響は無視します。

大雑把に言って、人体は半径1m程度の導体球であると近似できると思われます。この導体球に電荷Qを与えると、球の中心からr(m)離れた場所での電場Eは、真空の誘電率をεとして、

 E=Q/4πεr^2 (r>1m) (1)

と書けます。(1)を∞から1mまでrで積分すると、導体球の電位Vが

 V=Q/4πε (2)

となります。Q=CVの関係式から、この導体球の容量Cは

 C=4πε (3)

となります。(3)に数値を代入すると、およそ111pFとなります。地球とこの導体球との間の静電容量が無視できるぐらい小さいことを考えると、この値をそのまま人間の静電容量として支障ないことが理解できるかと思われます。ですから、「地面に対しての静電容量」というのは実は不正確で、正しくは人間固有の容量ですね。
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この回答へのお礼

ご回答くださった皆様、ありがとうございました。

> 物体が孤立している場合には無限遠離れた所の電位を0ボルトとして物体の電位を求めることで静電容量を決めることができます。

>実は、まったく孤立した導体球も、静電容量を有します。もう一方の電極は、いわゆる「無限遠」ですね。

ということですっきり理解することができました。
また、半径1mの導体球と考えて積分して111pFという数字が出てくるのには感動しました。

質問してよかったです。ありがとうございました。

お礼日時:2011/03/03 05:27

人体の静電容量は約670pFで国際的には定義されており、デジタル機器(装置)の誤動作を許容する値として、ESD試験器も670pFに約6KVを印加して放電させる試験条件が規定されています。


(この場合は床・壁と装置間との静電容量を含みます。)

ESDとは、Electro-Static Dischargeの略語で静電気放電のことですが、人体モデルを通常のオフイスで行動した時の代表値として採用しております。
確かに姿勢や床・壁との距離関係で変化しますが、基準を決めなければならないので、西洋人の成人で標準体型の人で規定して、約30年以上前の電気学会の国際会議で決定されIEC規格として現在に至っています。

半導体向けとして、
人体モデル;100PF-1.5KΩ
機械モデル;200PF-0Ω
の規定もありますが、これは半導体を扱う時のESD耐圧を評価するための条件を規定しているので、静電気放電を考慮した部品としての製造過程での人体・機械モデルでの条件になります。
ESD、静電気試験,静電気放電シミュレータで検索すると色々な情報が見つかります。

EN/IEC61000-4-2,ISO10605規格で、ESD試験器は設計されています。
http://www.noiseken.co.jp/uploads/photos0/89.pdf

静電気試験器:EN/IEC61000-4-2、ISO10605規格に準拠
http://www.noiseken.co.jp/modules/products/index …
半導体用静電気試験器:MIL-STD883やEIAJ ED-4701規格に準拠
http://www.noiseken.co.jp/modules/products/index …
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Qクーロンの電荷を蓄えた物の電位がVボルトだった時にその物体の静電容量をC=Q/Vで表します。


物体が孤立している場合には無限遠離れた所の電位を0ボルトとして物体の電位を求めることで静電容量を決めることができます。
http://topicmaps.u-gakugei.ac.jp/physdb/elemag/c …
大きさの有るものには全て容量が有ります。

>そういうのもふまえた上での「約」100pFということなのでしょうか?
人間の大きさは色々ですから、当然人によって静電容量は異なります。
「約」100pFという事ですし、有効数字は一ケタ程度でしょう。

人体からの静電気放電により電子機器が誤動作しないかを確かめるための静電気放電試験機と言うのが有ります。
人体で試験をするのは難しいし(志願者が必要)、再現性がないので試験機が必要になります。
下記の装置では150pFを使用しています。
http://www.neo-system.net/product_002.html
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地面に対してある一定の静電容量を持っていて  がキーワード



地面を一方の極 人体を他方の極
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