高電圧工学の本における避雷針の解説で、「架空地線(=避雷針)の遮蔽角(保護角)は、小さいほど安全率が高い」との説明を読みました。

しかし、私としては、「遮蔽角が大きい方が、大地においては安全な場所の範囲が広いのでは?」と思えてなりません。

私が“安全率”の解釈を間違えているのかもしれませんが、どうしても腑に落ちないため、“遮蔽角が小さいほど安全”であることの説明をしていただければ、と思います。よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

避雷針はあくまでも予防処置です。

避雷針の高さが高ければ高いほどその直下に近い位置を保護します。つまり、高さの差があればその高い方に落ちる可能性が高まります。

その反対に、高さの差が半分程度であれば、避雷針にかなり近い部位では保護される可能性が高いのですが、避雷針の高さ程度の距離まで離れると、効果が殆んど無くなります。つまり、角度が45度程度も離れると効果が小さいのです。

ここでいういわゆる防護確率は、避雷針に近づければ高い確率で保護できるし、離れれば保護される確率が小さくなるということを表しているだけなので、避雷針のトップからの角度は大きくなれば防護確率が小さくなるというのは正しい表現になるのです。安全を中心に考えると、少しでも高い避雷針を用意し、防護するものを小さい角度内に収めた方が、より安全であるという表現というわけです。でも、落雷の危険度はゼロではありません。小さくなるだけです。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

頂いた回答の解釈ですが、建物が複数ある(避雷針も何本も見える)状態とみなしてよろしいでしょうか?いえ、“高さの差”というのが、いくつかある「建物の高さ」の差であると解釈したもので(違っていたら申し訳ありません)…。

私は、1つの避雷針(高さは同じまま)で遮蔽角を変化させることが出来るとイメージしていたのですが、避雷針(および建物)ごとに遮蔽角が決まっていて、高いものほど遮蔽角が小さくなる、ということなのですね?

そうすると、大地におけるカバー範囲面積(つまり、避雷針の先を頂点とする円錐の「底面」)が同じでも、避雷針の高さが高い方が、totalでのカバー範囲空間(円錐の「体積」)が大きくなり、安全である、と。

こう考えたのですが、どうでしょう?

補足日時:2003/09/22 22:26
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2003/09/27 16:40

No.2のymmasayanです。

補足にお答えします。

>なぜ狭い方が安全なのか教えていただけると幸いです。

一般に避雷針の影45度は避雷効果があって安全といわれています。しかしこれも絶対ではありません。つまり角度を狭くするほど、落雷の危険度は小さくなることになります。

このことは危険物貯蔵施設は保護角45度以下、一般の建物で保護角60度以下にしている理由ですね。あくまでも確率論を考えて決めているわけです。

この回答への補足

そうですか…。すると、保護角は、「この範囲までの安全は保証できそうですよ」という目安であって、人為的に避雷針を使って「ここまでの安全範囲を作り出しました」という意味ではないのですね。

てっきり、“避雷針の保護角”で安全範囲をある程度操作できるものとばかり思っていました。

ありがとうございます。

補足日時:2003/09/23 17:26
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この回答へのお礼

安全と“言われている”理由について、もう少し自分で考えてみたいと思います。ありがとうございました。

お礼日時:2003/09/27 16:42

避雷針の保護角は普通の建物で60度以下、危険物貯蔵庫に対しては45度以下とします。



これは保護角が小さいほど、避雷針のカバー範囲が狭くなって安全性が増すからです。

なお、架空地線と避雷針は全く違います。
架空地線は送電線の頂上に張られている地線(アース線)です。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

“カバー範囲が狭い=安全”というのは納得しづらいのですが…。「広くカバーできた方が安全」だと考えるのは、不自然でしょうか…?なぜ狭い方が安全なのか教えていただけると幸いです。

また、「架空地線は送電線の避雷針」と書いてあったので、私自身は“全く”違う、とまでは区別していませんでした。ありがとうございます。

補足日時:2003/09/22 22:20
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2003/09/27 16:41

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 この茶色の平ワッシャはどういうときに使用しどういうときに使用しないのか、メーカーは製品の製造原価のわずかな圧縮にも腐心しているはずで、こんなささいなことにも明確な何らかの意味があるはずと思うのですが、どうなんでしょう。昔から疑問だったもので。

Aベストアンサー

あれは絶縁ワッシャです。たいてい、取り付けなくても大丈夫なんですが、まれに
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マザーに出くわしました。まあ、滅多にないことですね。

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kussetsuさんはまだ高2とのことですが、着想が鋭いのにびっくりしました。

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軸には必ず溝が切ってありますから、
菊ワッシャの内側の爪をそこに嵌めます。
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綺麗に折り込んで緩みとめとします。

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国会議事堂のてつぺんに、避雷針があるにもかかわらず雷が落ちました。これはどういう理由でしょうか? 浜辺のような低い場所でも雷が落ちた例もあります。これも疑問です。

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雷が建築物を直撃すると、超高温・衝撃波などで建築物が破壊されたり発火したりするので、安全に地面まで逃がす役割を果たすのが避雷針です。よって避雷針は雷をそこに落としやすく(おびき寄せる)するためのものです。

稲妻は、高電離プラズマ(気体が超高エネルギー状態で電子と原子核が分離された状態)と考えられ、金属導体と同じように電気を通します。よって、金属の導線で地面まで雷を導いても、たまたま、違う箇所にプラズマが発生してしまえば、稲妻は導線に関係なく空中を通って行きます。その通路にコンクリートやガラスなどがあると、前記の事由などで破壊される場合があります。

>浜辺のような低い場所でも雷が落ちた例
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参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=306468

雷が建築物を直撃すると、超高温・衝撃波などで建築物が破壊されたり発火したりするので、安全に地面まで逃がす役割を果たすのが避雷針です。よって避雷針は雷をそこに落としやすく(おびき寄せる)するためのものです。

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Q同位角・錯角の証明

二直線が平行なとき同位角・錯角は等しいですよね
その証明は
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という風に出来ると思うんですが
これ以外に二直線が平行なときに同位角・錯角が
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下記にユークリッド原論が紹介されています。
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Q引張強度及び許容引張応力と安全率について

前に許容引張応力について質問した者です。
すいません自分でも色々やってみたんですが、どうもよくわからない事が・・

紹介されたURL
http://www.ssba.or.jp/

http://at.wxw.jp/binran/tbl/MatlAllowableTensile.php

では引張応力はSUS316では520N/mm2となっています。
400℃におけるSUS316許容引張応力は83N/mm2
よって安全率は520÷83で6.2・・・
まてよ?
SUS316の温度に対する引張強度って400℃では250N/mm2程度であります(ステンレス便覧等参照・・)
ということは安全率は250÷83で3?

えー・・・良くわかりません・・

「残留ひずみが1%又は2%残るときの荷重を降伏点とし,降伏強度(σy)又は基準強度(F値)とします。」
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降伏強度(σy)=温度に対する引張強度?
あれ?

そもそも温度が高いと安全率が下がるなんてことでいいのでしょうか?

前に許容引張応力について質問した者です。
すいません自分でも色々やってみたんですが、どうもよくわからない事が・・

紹介されたURL
http://www.ssba.or.jp/

http://at.wxw.jp/binran/tbl/MatlAllowableTensile.php

では引張応力はSUS316では520N/mm2となっています。
400℃におけるSUS316許容引張応力は83N/mm2
よって安全率は520÷83で6.2・・・
まてよ?
SUS316の温度に対する引張強度って400℃では250N/mm2程度であります(ステンレス便覧等参照・・)
ということは安全率は250÷83で3?

え...続きを読む

Aベストアンサー

●材料力学が専門ではありませんが、その知識を日常的に適用して設計実務をやってきた者です。専門的な正確性・厳密性はないと思いますが、素人なりの理解方法がお役に立つのではないかと思い、投稿しました。ご参考になれば幸いです。
●「安全率」は材料固有の特性ではなく、人為的に定めるものです。したがい、(引張応力)÷(400℃の許容引張応力)という計算しても、「安全率」ではありません。ですから、「SUS316の安全率」という概念は存在しません。
●「安全率」とは、ある物に加わると予想される力(想定荷重)、あるいは加えても良いと決めた力(許容荷重/設計荷重)に対して、その物がこわれるときの力の何倍の強度に設定して設計するか、その「何倍」をいいます。
●例えば、ブランコを設計するとします。最大200kgの力が加わるものと範囲を決めます(許容荷重200kg)。安全率を5.0と決め(実際には遊具の安全率は法律で決まっていると思います)ます。(許容荷重200kg)×(安全率5.0)=1,000kgと計算して、ブランコのチェインや柱などが、1,000kg以下では壊れないように材料・構造・寸法を設計します。このような位置付けが「安全率」です。
●ところが、何を以って「壊れた」とみるかは、No.4(No.3)さんが専門的に解説されているように、物によって異なります。素人的には、「今まで通りの使い方が出来なくなった・このまま使うと危険だ・文字通り壊れた」と言う状態と理解しています。ここに、「残留ひずみ」とか「降伏強度」などの概念が入ってくるのです。
●安全率の具体的な値は、設計対象の「物」や設計思想により異なります。法定安全率があるのは、特定の物に対してそう言った思想を義務化して安全を確保するためです。
●「残留ひずみ」「降伏強度」は、材料が持つ固有の特性に対する用語定義です。金属は、力を加えると(ゴムに比べると僅かですが)伸びます。力を取り去ると伸びた分元に戻りますが、ある程度以上の力だと完全には元に戻りません。戻りきらなかった残り分が「残留ひずみ」です。この「ある程度の力」が「降伏荷重(または降伏強度)」です。
●「許容引張強度」は、どの程度の力まで引っ張っても良いか(「壊れ」ていないとみなすか)という意味の力の強さです。これを単位断面積に換算したものが「許容引張応力」です。
●温度が上がると「安全率が下がる」のではなく、温度が上がると「常温時と同じ安全率は確保できない」ということです。これは、金属の性質として、温度が上がると許容引張強度が下がるからです。つまり、常温で100kgの許容引張強度のものは、400℃では80kgに下がるという性質があるのです。この辺りを踏まえていれば、「安全率が下がる」という表現でも差し支えないでしょう。
●なお材料力学の入門書で、用語の定義を復習するのも疑問解消に役立つと思います。
●以上、ご質問者には失礼な点、また、専門家の方からは不正確だとお叱りを受ける点があったかも知れませんが、私の理解を述べることでお役に立てれば、との思いで投稿したものですので、お許しください。

●材料力学が専門ではありませんが、その知識を日常的に適用して設計実務をやってきた者です。専門的な正確性・厳密性はないと思いますが、素人なりの理解方法がお役に立つのではないかと思い、投稿しました。ご参考になれば幸いです。
●「安全率」は材料固有の特性ではなく、人為的に定めるものです。したがい、(引張応力)÷(400℃の許容引張応力)という計算しても、「安全率」ではありません。ですから、「SUS316の安全率」という概念は存在しません。
●「安全率」とは、ある物に加わると予想される力(想定...続きを読む

Q補角・余角、なぜそう呼ぶの?語源は?

補角・余角 :
鋭角に対し、合わせて直角となる角あるいは角度をその角の余角(よかく、complementary angle)という。同様に、平角より小さい角度を持つ角に対し、合わせて平角となる角あるいは角度をその角の補角(ほかく、supplementary angle)と呼ぶ。

なぜ、そう呼ばれるのでしょうか?
補と余という漢字、感じの違いはなんなのでしょうか?

Aベストアンサー

complementary も supplementary も、どちらも
足りない分を補うという意味です。
何故、90°を補うと complementary で
180°を補うと supplementary なのか?については、
ともかくそうなってる、としか言いようがありませんが。

「補角」は、この「補う」という意味をそのまま
表していますね。

「余」は、もともと「余る」という意味なので、
足りないと余るじゃ意味が逆のような気もしますが、
「余」には、転じて「それ以外であること。それ以外のもの。」
という意味もあるので、「直角三角形の、もうひとつの角」
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Q屈折角とブルースター角の関係というのは?

先日光の屈折と偏光の実験でブルースター角の現れる原理や偏光について学びました。
ここからが質問なのですが
1.屈折率とブルースター角との関係は?

2.マルスの法則の実験装置で2枚の偏光板の透過容易軸を変えながらルクスメーターで照度を調べました。
しかし、照度の大きいところだとばらつきが多くなってしまいました。
なぜばらつきが多くなってしまったのでしょうか?

2番目の質問は暇がある人で構わないのですが、1番目の質問を重点的に説明お願いします。

Aベストアンサー

「ブルースターの定理」を調べてみてはいかがでしょう.
「入射光iが tan(i)=n (屈折率)を満たす時,反射光は完全な偏光になる.」
というのが概略ですが.ちなみにこのとき反射光と屈折光は直交するんでしたね.
確かこのときの角がブルースター角だったように思いますが,確認しておいた方がよいでしょう.


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