絶縁体に高い電圧をかけると電流が流れるのは何故ですか?

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

絶縁物といっても非常に電気が流れにくいだけで


完全にゼロということはありません。
又絶縁物の表面を流れる電流もバカになりません。↓URL

これらは高電圧をかけてみないと測定できないくらいの僅かな量なのです。

さらに電圧を上げると絶縁破壊を起こします。

参考URL:http://www.jeea.or.jp/course/contents/02105/
    • good
    • 0

絶縁破壊と言うやつですかね。


あまりに高い電圧だと導体間で放電して絶縁体が破壊されて、永久に絶縁状態が保てなくなるんです。
    • good
    • 0

高い電圧をかけた絶縁体に電流が流れる。


のではなく、
高い電圧をかけた絶縁体は絶縁体でなくなるので電流が流れる。
と解釈する方が正しいようです。
    • good
    • 0

このQ&Aに関連する人気のQ&A

絶縁」に関するQ&A: 絶縁抵抗測定の使用方法

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q絶縁体に超高電圧を印加する方法

絶縁体に超高電圧を印加する方法
こんにちは、
下記HPは、電気抵抗率の比較をしたものです。一番下の水晶(SiO2)を見ますと7.5*10^17Ωmと超高抵抗です。水晶に仮に(非現実的ですが)1.2*10^18V/mを印加した場合、電流は1.6A流れます。
(1)この場合、多分短絡して溶けると思うのですが、1.6Aを何Aぐらいまでにすれば、短絡して溶けないのでしょうか?短絡して溶けるアンペア数は決まっているのでしょうか?
(2)水晶1m当たりに、1.2*10^18V/mを印加した場合、短絡して溶けないようにする方法はあるでしょうか?インピーダンスを増やす方法として、水晶を細くして、コイル状にすることは可能でしょうか?例えば、鋳型に入れてコイル状の結晶を作るとか?

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E6%8A%B5%E6%8A%97%E7%8E%87%E3%81%AE%E6%AF%94%E8%BC%83

Aベストアンサー

<Ta,W,Bi,Pbなどの酸化物は絶縁破壊が起こるのでしょうか?
<結局2×10^6V/cmで電気を通すんですね。すると上記と矛盾しないですか?
<具体的に何V以上で成り立たなくなるのでしょうか?


電圧が閾値を超えれば、絶縁物でなくともあらゆる物質で電離衝突とほぼ同様の過程でイオン化は起こります。
(ただし絶縁体・半導体以外では電離衝突とは別の呼称で呼ばれます。また絶縁破壊とは呼ばれません。)
どんな絶縁体でも絶縁破壊は起こりえるので、このことを持ってして「この物質は電気を通す」と言ってしまうと、
電気を通さない物質など存在しなくなるので、普通は言いません。
ただし抵抗が低い場合は、これよりも先に低い電圧でジュール熱によって破損してしまいます。
破壊電界は物質によって千差万別なので具体的にいくら、とは言いがたいですので、下記のURLをどうぞ。
絶縁物以外の値はちょっとわかりません。(そんな使い方を普通しないですから)

電離衝突
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%9D%E7%AA%81%E9%9B%BB%E9%9B%A2
絶縁破壊
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B6%E7%B8%81%E7%A0%B4%E5%A3%8A
各種物質の絶縁破壊電界
http://ebw.eng-book.com/pdfs/da30ffc7efa44a878def80a1dbb6255b.pdf

<<そのときに流れる電流が200pA以下なら金は溶けません。
<では正確には、200pA/m^2が正しい表現なのでしょうか?


見落としていました。読み返すと確かにURLの回答者さんの「200pA」はおかしいですね。
電流が流れる面積の記述がないですからアンペアで答えても意味がないです。
ただ200pA/m^2はさすがに馬鹿みたいに小さい値ですから、これで金が蒸発なんてしません。
金の伝導率、密度、熱容量などを調べて温度上昇を計算してみましたが、1秒10^-15ケルビン・・・小さすぎます。
きっとURLの回答者さんが普段使っている素子のサイズを元に計算して「200pA」が出たのでしょう。

電流密度A/m^2と電流Aの関係は、
例えるなら圧力と力の関係で、同じ力をかけても、例えば針のような
接触面積の小さな物で力をかければ大きな圧力になりますし、逆に掌でべったりと押さえつけても大した圧力にはなりません。
考慮する状況しだいで全く違う結果になりますので、きっちり使い分けなければいけません。

全体的な話になりますが
ある物質が、熱で融解するか?絶縁破壊するか?などを議論したければ、必要な情報を揃えなければ議論が出来ません。
素子全体としてのの物理量であるV[V],I[A],R[Ω]で話を進めるのなら、
その素子の長さ・面積などの素子の形状に関する情報がなければなりません。

例えば1ジュールのエネルギーが発生したとしてもそれが小指の先ほどの素子で発生したのか、それとも掌サイズの素子で発生したのかで、素子の温度上昇は異なります。
鍋の水を湯にするのと、プールの水を湯にするのでは、全く状況が違います。

素子の長さ・面積などの形状に左右されずに話を進めたいのなら、
単位長さ、単位面積あたりなどに直した物理量E[V/m],J[A/m^2],ρ[Ωm]を用いて計算しなくてはなりません。ごっちゃにして計算すると間違った答えになります。

<正確には高抵抗な重元素(酸化物)に、少なくとも10^12 V/cm以上を一瞬だけ印加した
<いです。IGを使用する既存の方法では当然無理なので、一瞬だけ印加する斬新なアイデア<が必要になります。

把握しました。

IG(イグニッション電源のことですよね?)をその様な用途で使うことがあるのかどうかは良く知りませんが、
普通は基礎研究などでの超高電圧はコンデンサで作ります。
(大学の学部時代に高電圧発生装置を使った放電(人工的な落雷)の実験を1度だけやったことがあります。
まあ、実際はその研究室の修士が全部セッティングやってくれたので、(初心者がやると下手すりゃ死にますから)
メーターいじってボタン押してデータ集めるだけでしたけど。
プレハブ小屋を2回建てにしたくらいの大きさの装置でした。何ボルト出ていたかは覚えてませんが。)
IGは変圧器の一種ですので「てこ」の原理のイメージ
コンデンサ式の電圧発生器は、バケツで水を汲んでプールいっぱいにためて一気にひっくり返すイメージです。

多段式インパルス電圧発生器
http://www5e.biglobe.ne.jp/~cup/electric/marxgenerator.htm

<Ta,W,Bi,Pbなどの酸化物は絶縁破壊が起こるのでしょうか?
<結局2×10^6V/cmで電気を通すんですね。すると上記と矛盾しないですか?
<具体的に何V以上で成り立たなくなるのでしょうか?


電圧が閾値を超えれば、絶縁物でなくともあらゆる物質で電離衝突とほぼ同様の過程でイオン化は起こります。
(ただし絶縁体・半導体以外では電離衝突とは別の呼称で呼ばれます。また絶縁破壊とは呼ばれません。)
どんな絶縁体でも絶縁破壊は起こりえるので、このことを持ってして「この物質は電気を通す」と言ってしまう...続きを読む

Q8Ω,0.25Wのスピーカーに5Vの電圧をかけると、流れる電流地はどの

8Ω,0.25Wのスピーカーに5Vの電圧をかけると、流れる電流地はどのくらいにでしょうか。
この場合、
8Ωからみると、5Vかけるので、5/8で、0.6A位(600mA)になります。
0.25Wからみると、0.25/5で、0.05A(50mA)になります。
おそらく後者が正しいとおもうのですが、
8Ωなのに、0.05Aしか流れないとすると、何が、
電流を妨げるのでしょうか。
(本来0.6A流れるはずだと思います)。
抵抗値を調べて、電流値を計算し、実際測ると、
電流値が低いものには、他に、直流電球なども
ありますが、理由が分かりません。
何かアドバイスできる人がいましたら、
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>8Ω,0.25Wのスピーカー
8Ωというのはインピーダンスである、抵抗値ではない。
0.25Wというのは許容入力電圧である、消費電力ではない。
>5Vの電圧
スピーカーは直流に対してはただのコイルであるから抵抗値はほぼゼロである。
だから電源をショートしたことになって電圧はかからない。

Qコイルに交流電流が流れるときに発生する誘導電圧について。

高校物理?の電気と磁気、交流について勉強をはじめました。
コイルに交流電流を流し、そのときにコイルにかかる電圧の定式化の部分で、位相について、いまいち納得いかない部分があります。

コイルにかかる電圧は、電流に対して、位相がπ/2だけ進んでいるって書いてあるんですが、そもそも、コイルに電流が流れることにより、誘導起電力が発生するわけで、なぜ、電圧の位相が進んでいるのか分かりません。

これは、電圧が、電流に対して3π/2遅れていると言い換えてはいけないものなのでしょうか??

よろしくお願いいたします!

Aベストアンサー

これは微分や積分を使えばすぐ導き出せるのですが、
それでは納得した事にはならないので、水の例を使って説明します。

> コイルに交流電流を流し、そのときにコイルにかかる電圧の定式化の部分で・・・
まず、ここから考え直しましょう。
「コイルに電圧をかけたらコイルに電流が流れます」と言い替えましょう。

> コイルにかかる電圧は、電流に対して、位相がπ/2だけ進んでいるって・・・
これも「コイルに流れる電流は電圧に対して、位相がπ/2だけ遅れる」
と言い替えましょう。

さて、ここで水の例です。コイルは大きなはずみ車を付けた水車に例える事が出来ます。
円周状にパイプを設置して途中にポンプと水車を入れます。

ポンプで水圧を上げていくと、水車はゆっくりと回りだし、
段々スピードが上がっていきます。
水圧の上がり方よりも水車の回転数の上がり方の方がはるかに遅れます。

交流ですから、次にポンプが回転を落として逆回転に入ります。
ところが水車ははずみ車で惰力がついていますからなかなか止まったり、逆回転したりできません。
ここでも大きな遅れが出ます。

これの繰り返しで水車は常に水圧よりも遅れます。
ここでどれだけ遅れているか考えて見ましょう。
水車はプラスの水圧がかかっていれば加速します。
このことから水圧がプラスからマイナスに反転したときが
水車の最高速度の状態になる事がわかります。

つまり、水車(電流)はポンプ(電圧)よりも位相が90°(π/2)遅れていることになります。
逆にいえば、電圧は電流よりもπ/2進んでいると言う事になります。

こんな説明でお判りいただけますか?

これは微分や積分を使えばすぐ導き出せるのですが、
それでは納得した事にはならないので、水の例を使って説明します。

> コイルに交流電流を流し、そのときにコイルにかかる電圧の定式化の部分で・・・
まず、ここから考え直しましょう。
「コイルに電圧をかけたらコイルに電流が流れます」と言い替えましょう。

> コイルにかかる電圧は、電流に対して、位相がπ/2だけ進んでいるって・・・
これも「コイルに流れる電流は電圧に対して、位相がπ/2だけ遅れる」
と言い替えましょう。

さて、ここで...続きを読む

Q物理学の回路です この問題で始めのインダクタンスと抵抗の並列回路に 流れる電流は電圧に対し遅れ位相と

物理学の回路です
この問題で始めのインダクタンスと抵抗の並列回路に
流れる電流は電圧に対し遅れ位相とあるのに
キャパシタンスの場合は場合分けするのは
何故でしょうか?

Aベストアンサー

前半の、インダクタンスと抵抗の並列回路では、インダクタンスと抵抗に同位相の電圧 V がかかります。
このとき、

(a) 抵抗に流れる電流:IR = V/R  ①
(b) インダクタンスに流れる電流:IL = V/jωL = -jV/ωL  ②

ですから、複素平面上に書いてみれば分かるように

(a) IR は V と同位相
(b) IL は V (つまり IR )に対して 90°遅れ

で、合成電流は
  I1 = IR + IL = V/R - jV/ωL
です。この電流の「実効値」は、実数・複素数のベクトルを合成した「波高値」の 1/√2 倍で
  Im1 = √[(V/R)² + (V/ωL)²] /√2
ということになります。

 これは②が「-j」であるので、「遅れ位相のみ」で一義的に決まります。

 これに対して、後半でさらにキャパシタンスを並列に加わるので、

(c) キャパシタンスに流れる電流:IC = V/(1/jωL) = jVωC  ③

を加えないといけません。このときには

(c) IC は V (つまり IR )に対して 90°進み

で、合成電流は
  I2 = IR + IL + IC = V/R + j[ VωC - V/ωL ]   ④
です。

 このときの「全電流」(実効値ではない波高値)は、実数・複素数のベクトルを合成した
  IT = √[(V/R)² + (VωC - V/ωL)²]   ⑤
ですから、
  VωC - V/ωL = ± √[ IT² - (V/R)² ]
 → VωC = V/ωL ± √[ IT² - (V/R)² ]
の2つの場合で「全電流が 10√2 A」になり得ます。
 つまり、④の複素数成分
  VωC - V/ωL
が「正の場合(進み位相)」と「負の場合(遅れ位相)」の場合の2つで、全電流⑤が同じ値をとります。


 この問題に限らず、インダクタンスとキャパシタンスとが混在する場合には、合成インピーダンスが「進み位相」となるか「遅れ位相」となるかを「場合分け」しないといけない場合が多いです。
 インダクタンスとキャパシタンスのどちらか一方だけの場合には、「進み」「遅れ」が一義的に決まるので、場合分けの必要はありません。

前半の、インダクタンスと抵抗の並列回路では、インダクタンスと抵抗に同位相の電圧 V がかかります。
このとき、

(a) 抵抗に流れる電流:IR = V/R  ①
(b) インダクタンスに流れる電流:IL = V/jωL = -jV/ωL  ②

ですから、複素平面上に書いてみれば分かるように

(a) IR は V と同位相
(b) IL は V (つまり IR )に対して 90°遅れ

で、合成電流は
  I1 = IR + IL = V/R - jV/ωL
です。この電流の「実効値」は、実数・複素数のベクトルを合成した「波高値」の 1/√2 倍で
  Im1 = √[(V/R)² + (V/ωL)²] /...続きを読む

QRC並列回路において、抵抗に流れる電流Irコンデンサに流れる電流Icとする ω=120πrad/s

RC並列回路において、抵抗に流れる電流Irコンデンサに流れる電流Icとする
ω=120πrad/s
全体の電圧80V
R=50Ω
C=50マイクロファラッド
この時Icに流れる電流はV/Xcで求めるとおもうんですが何回計算してもなかなか答え(1.51A)と一致しません。
わからないのでどなたか計算式を教えてください

Aベストアンサー

80ωC=1.5080 A


人気Q&Aランキング

おすすめ情報