送電線は電気が流れると静電気を帯びるのか？

質問

なるべく話を単純に考えたいので送電線は直流の電圧がかかっているものとします。

(1)私の勘ですが、たぶん静電気は帯びない。理由は電線の金属原子の
の中の陽子と、電線を流れている電子の数が電線の単位長さ当り
等しいので、電気的に中性を保っているから。

(2)　(1)の考えが正しいなら、もし電線の抵抗がもっと高くて
流れにくくなって単位長さあたりに掛かる電圧が高くなったらどうでしょう。ひょっとして電圧でグッと押されるて電子の密度が高くなって、
電気的に中性から負の電荷を帯びる様になりませんでしょうか？
そしたら結果的に静電気を帯びるようになるのでしょうか？

回答No.4

piricara · ベストアンサー

金属にも静電気を発生させることは可能です。

通常、静電気は絶縁物に発生することが多いのですが、確実に絶縁された状態であれば、金属(導線物)に静電気を発生させることもできます。
ゴム手袋をはめて、金属スプーンに微量ながら静電気を発生させることもできます。

さて、ご質問の件ですが、送電線は、通常碍子によって絶縁されています。この金属線に高電圧を印加しただけ(電流は流れていない)状態で、非常に高電圧であれば、静電気が発生した状態と、なんら変わりはありません。つまり、電線の抵抗値にかかわらず、静電気が発生した物体と同じ性質を持ちます。
このとき、電線を構成している原子を観察すると、原子核の陽子数よりも電子の数が多い(または少ない)状態であると考えられます。

放電があれば、静電気ではない。とはいえません。
電圧が十分に高くなり、絶縁物が(空気を含みます)その電圧に耐えられなくなれば、放電します。
冬に、ドアノブに触れたとき、電気ショックを受けることがありますが、これは、正確には、触れる直前に放電したときの、電気火花によるものです。

なお、電線の場合、電気の供給源がありますから、一端放電を開始したら、その放電は止まる事が難しくなります。

国内の架空送電線は通常、交流で行われていますが、電圧が十分に高い状態であれば、静電気としての性質を持っています。つまり、
・電線の表面を主に流れ、中心部には流れない。
・とがった部分に集まり、空気中に放電しようとする。
という、性質を持ちます。したがって、送電線には、次のような工夫が施されています。
・電線の表面部分に、電気抵抗の小さい材料を用い、中心部分は、電気抵抗は高くても、機械的強度がある鋼線を使用する。
・電線の切り口を設ける場合は、丸い端子を圧縮し、とがった部分を作らないようにする。

等の処理がされています。しかし、気象条件により、空気中に放電することがあり。送電線から、放電による音、光、ラジオなどへのノイズが発生することがあります。

バンデクラーク起電機という高圧発生装置があります。これは、金属でできた球体に静電気をためる機械で、導電物には、静電気が発生しないことはありませんし、十分に高い電圧であれば、静電気としての性質を持っているということを、ご理解ください。
これは、交流回路の場合でも当てはまります。

お礼

お返事ありがとうございます。
どうやら、金属に静電気を発生させるには電気が流れない所に
高電圧をかける必要があるという事でよろしいでしょうか？

ちなみに送電線は高電圧が印かされているだけで、電気が流れていない
との事ですが、それは本当ですか？
この前、クレーンを送電線に引っ掛けた事が原因で東京都とその周辺で
大規模な停電がありましたが、その送電線も電気が流れていなかったのでしょうか？　でも少しは流れないと電力の供給はできないのではないでしょうか？

その点にかんしても教えていただけると嬉しいです。
よろしくお願いいたします。

回答No.5

kentarou2333

まず、電線に鳥がとまっても、しびれたり、鳥の羽が逆立つ事はありません。

これはむしろ、見ていると明らかで高圧電線でも夕方になったりすると普通に鳥がとまったり
していませんか？

電気が流れるのは、２箇所の異なる電圧のところに触っている時です。

電線にとまっている鳥は、プラス極、又はマイナス極のどちらかだけに触っています。
（交流なので正しい書き方ではないですが）

そのため、電圧の差がないので、電気は流れません。

もし、足の長い鳥や、背の高い鳥がいて、２本の電線に同時に触ってしまった場合は、
不幸な事に、その鳥に何万ボルトの電気が流れてしまうでしょう。

また、電線の抵抗が高い場合は、鳥に電気が流れてしまう可能性はありますが、
１ｍあたり１ボルトの電圧が下がっただけでも、何キロという送電線があると、
電圧が大きく下がってしまいます。

そのため、鳥の足の幅（１０ｃｍ以下）だと、０．１ボルトの電気もかかりませんよね。

人間の場合は、だいたい地面（０ボルト）にも触れているので、
電線（２００ボルト～百万ボルト）に触ると、一発で感電してしまいます。

静電気で髪がたつのは、髪に「＋」又は「－」の電気がたまっている時ですね。
「＋」どうしは、磁石の「Ｓ極」同士と同じように、反発するので、
できるだけ「＋」同士は、離れようとして髪の毛が逆立ってしまいます。

お礼

お返事ありがとうございます。
またよろしくお願いいたします。

回答No.3

mii-japan

交流の場合、質問者の想定するような状態にはなりません

しかし

電気集塵機　をご存知ですか

質問者の想定するような状態を利用しています

検索してお調べください

お礼

お返事ありがとうございます。
またよろしくお願いいたします。

回答No.2

silverbear

>電線に鳥が止まった時、電線の抵抗や電圧の条件によっては、鳥の羽が逆立ち得るか

立つと思います。（自信ないです。）

その条件ですが、
まず静電気の電圧が１０ＫＶ以上ですから、当然電圧も１０ＫＶ以上でなければいけません。

次に、電線の抵抗値が空気よりも大きい。
つまり断線している事。電線の抵抗値が空気よりも小さかったらそちらに電流が流れてしまうためです。

完全な予想で申し訳ないのですが、静電気で髪が立つ理由は恐らく電荷が髪の毛の先から空気を通り地面に移動している状態だと思います。

お礼

再度のお答えありがとうございます。

補足

＞次に、電線の抵抗値が空気よりも大きい。
＞つまり断線している事。電線の抵抗値が空気よりも小さかったらそちらに電流が流れてしまうためです。

この場合は切れた電線に鳥が止まる状態を指しているのでしょうか？
それとも電線の抵抗自体が陶器のように空気よりも抵抗値が高い状態の事でしょうか？

＞静電気で髪が立つ理由は恐らく電荷が髪の毛の先から空気を通り地面に移動している状態だと思います。

この状態は髪の先から電気を放電していると言う事でしょうか？
電子の移動があるのですよね。
これは静電気と呼べるのでしょうか？

なんども、なんども聞いて恐縮です。お答えいただければ幸いです。

回答No.1

silverbear

静電気とは帯電した電荷が電流のように動かない状態の事だそうです。

つまり、送電線は電流が流れているため静電気とは呼べない　と言う事になると思います。

お礼

早速のお返事ありがとうございます。
では質問を変えて質問させてください。
つまり、電線に鳥が止まった時、電線の抵抗や電圧の条件によっては、
鳥の羽が逆立ち得るかという事をお聞きしたいのです。
お願いいたします。