静電気の基礎知識

 

静電気はなぜ発生するか

通常、どんな物質も、プラスとマイナスの電荷を持っています。
プラスの電荷とマイナスの電荷の量が同じ場合、その物質は帯電していない状態です。

プラスの電荷を帯びた原子核の周りを同数のマイナスの電子が回転している状態物質(とくに不導体・絶縁体)同士が接触するとお互いのマイナス電子は、物質感を移動

この接触した物質を引き離すと、片方のマイナスの電子がはがれて、もう片方の物質に移ります。
マイナスの電子がとられた方の物質はマイナスの電子が足りなくなるのでプラスに帯電します。
マイナスの電子をもらった方の物質はマイナスに帯電します。
このようにして物質間に発生するのが「静電気」です。

静電気発生

プラス・マイナスのどちらに帯電するかは、接触する物質の組合せによります。
帯電列はその一例を表したものです。

物質の帯電方向

例えば、羊毛と鉄を擦り合わせると、鉄はマイナスに帯電しますが、塩化ビニルと鉄を擦り合わせると、鉄はプラスに帯電します。このように、接触相手の物質により帯電する電極(プラス/マイナス)が変わります。


静電気と湿度の関係

静電気の発生と湿度には密接な関係があります。
静電気は一年中を通して発生しますが、夏季は空気中の湿度が高いことや、体から汗が出るので、それを通して静電気は自然に漏電し、あまりたまらず、消滅します。
物質表面や内部に含まれる水(水分、湿気)が電気を通し、発生した静電気は水を伝って逃げていくためで、湿度が高いと、静電気はたまりにくくなります。
逆に冬場の乾燥した湿度の低い場合は、静電気が発生しやすくなり、冬場に静電気を感じるのはそのためです。


静電気ショックはなぜ起こるのか

帯電した人体が金属等の導電物質に触れるときに発生する痛み(静電気ショック)は、静電気の移動量と速度に関係しています。

静電気の大きさはボルト(V)で表されます。電圧の単位と同じです。
歩行による衣擦れ(摩擦)などで人に生じる静電気は1万Vにもなることがある様です。
その様な大きな静電気を帯電した状態で金属のドアノブに触れた場合、人とドアノブとの間に瞬間的な静電気の移動(静電気放電)が起きて、あのイヤ~な静電気ショックを感じる事になります。

人体の帯電と放電

静電気ショックの感じ方

静電気ショック(電撃)の感じ方は大変個人差があるものですが、労働省産業安全研究所発行の静電気安全指針によれば次の様になります。

人体帯電電圧と電撃の感じ方

静電気の移動量(人体帯電電圧)と静電気ショックの痛みは比例します。