静電気の疑問

質問

この季節、不快な静電気に悩まされています。ドアノブ恐怖症というくらい日々バチバチで苦労しています。静電気対策グッズでも買えばいいのですが、あんなやつのためにお金を使うのは悔しいので、ウィキペディアで正体をつかみ身近なもので対応しようと思いました。

その結果、２つの疑問がでてきました。

「静電気は紀元前600年頃タレスによって発見された。 日本においても静電気学会があり、研究されているが、静電気自体が完全に解明されておらず、現象面での静電気防止技術としていろいろな物が開発されている」

これほど静電気が身近で研究の歴史があるのに、なぜ完全に解明されないのですか？

「扱う部屋や建物に入室する際にも、アースされた金属板に手をつけるなどして電位を中和してからドアをあける。」

ドアノブなどの金属に触れるときに「バチッ！」ときます。ドアノブや降車時の車のドアで火花放電するのに金属板で起きないのはどうしてですか？

宜しくお願いします。

回答No.7

tanpopotanpopo · ベストアンサー

＞そう考えれば、車のシートは徐々に中和されていくはず。。もしそうなら、人は帯電してもずーと動かなければ微少ながら放電されていくんでしょうね。

動かなければ徐々に放電されます。どんなに乾燥している空気でも、ゴム底の靴でも、車のシートでも、完全に電流を流さないものはありません。現在の測定器では測定できないくらい少ない電流が流れます。
ですから、いつかはなくなります。

車のシートも徐々に放電されています。
まず、静電気は絶縁物同士をこすると発生します。絶縁物ですから電気が溜まってもどこにも流れずに溜まったままになります。
（バッテリーに充電した後、端子を絶縁物で覆った感じ）
ですが、すごく微量でも電流が流れるといつかは空っぽになりますよね。

運転中に静電気が溜まらないのは、まず発生量が少ないからです。
背中とかお尻は乗り降りの時ほど激しくこすれないですよね。ですから発生量が少ないんです。
放電する場所も、ハンドルを握るペダルを踏む足、床など、たくさんあるので充電が間に合わないんです。

私は右ハンドルの乗っています。降車方法は、右手でドアを開け左手でＡピラー（フロントガラスの枠）を触ります。
そのまま降りると左手→Ａピラーと放電されます。車種やドア形状にもよるので、試行錯誤が必要かと思います。

雷で車内が安全なのは、人が絶縁されているからではなく人よりも車体のほうが何十万倍（何千万倍？）も電流を流しやすいからです。
バイパスされるから人にはほとんど電流が流れないんです。これは飛行機でも船でも同じです。（バイクに乗るときはやばいですね～）

お礼

何度も回答有難う御座います。
皆さんのおかげで当初の目的『静電気対策グッズでも買えばいいのですが、あんなやつのためにお金を使うのは悔しい』が達成できました。静電気対策グッズにかかるはずの費用を皆さんに分配したいところですが、それも出来ないのでポイントに代えさせて頂きます。

回答No.6

tanpopotanpopo

＞ドアノブも車のドアも意識的に手のひらで触るようにしているんですが…。ん～、どうも放電する時はするようです。特に車のドアはひどいです。手のひらで閉めているのにも関わらず、です。

なるほど・・・状況がはっきりとわかってきました。
手のひらで触る瞬間を、超スローモーションで見ると、触る直前に一番近いところに集中して放電し始めます。
たぶん、これで電撃を感じるんでしょうね。

私も、車から降りた後、ドアを閉めようと触るとビリッ！とくるんです。
この場合は、降りる時はずうっとドアに触るようにしています。
（溜まる前に手を通して放電するからです)

ドアノブですが、ためしに手の甲でドアに触ってから開けてみてください。
触る時はノックするように、一気にコンッ！って感じで触ります。（この時に放電しちゃいます）

お礼

＞降りる時はずうっとドアに触るようにしています。

私も質問のお礼を書いているときにその案を思いつきました。
車のドアの「バチッ」は、運転中や降車時に服とシートの間に発生するものと考えれば、乗っている人は電荷が溜まった状態になる。
運転中に溜まった電荷は仕方ないとしても、降車時の服とシートの摩擦は
ドアを触っておく（アースしておく）ことによって消えるはず…。

で、実際、昨夜試してみました。
ちょっと不自然ですよねぇ…。内側からドアを開けてたらやっぱり内側のドアを触ってしまいます。足を外に出した後に外側ドアを触る流れですよね。だったら内側ドアにアースされた金属板を取り付けるか、ハンドル自体に導電性のものをメーカーにつけて欲しいと思いました。でもそうしないのは雷対策なんでしょうね。（想像というか空想ですが。）

運転中に静電気が発生し帯電するのは、外の電位と隔離（絶縁体？）されているからで、そのおかげで雷が落ちても人は助かるんだろうなぁ…と。

ま、でも普段触らない車内のどこかに金属板を取り付けて欲しいですね。

補足

↓のお礼の中で、自分でも書いておきながら辻褄の合わないことに気が付きました（苦笑）。車のシートの摩擦で電荷のバランスが崩れ帯電したとすれば、当然シートも逆の電荷で帯電したはず。そうするとシートはどこで放電するんだろう？ということ。アースされていると考えると、雷に感電してしまうし、独立していると考えると常に電荷をおった存在になる。これも不自然。そもそも絶縁帯は無く『電荷の移動がしにくいだけ』と考える方が自然かな？と思いました。そう考えれば、車のシートは徐々に中和されていくはず。。もしそうなら、人は帯電してもずーと動かなければ微少ながら放電されていくんでしょうね。(ここは補足欄ですが、お礼と所感にかえさせて頂きます。)

回答No.5

joshua01

こんにちは。お悩みですね。
つぎのような回答ではいかがでしょう。
ポイントは、「キーを持ってタッチすれば軽減されますよ」

　この時期、多くの方が悩み、私も（一応電気の専門ですがやはり悩まされていますので）いろいろ調べてきました。それでもわからない点は多いようですね。
　特に、普通の「感電」であれば、発電機（磁石と大量の電線の組み合わせです）の仕組みによって、発生する電気の強さが計算でき、さわる電線とそれまでの距離や途中に入る抵抗（電気を流しにくい部分）の大きさがわかれば「感電」の強さが概ね算出でき、切る方法も明確です。
　一方、静電気は、基本的には２つの物質の摩擦で電気が発生するものの、生活の中では摩擦の方向や大きさのばらつきが大きく、また、摩擦がなくてもわずかな空気の動きだけでも電気が貯まりますが、この仕組みは測定しにくく、それ故に理論も絞れていないため、結局、電気の大きさを計算しにくいのが現状です。

　質問者さんの例示にあるように、よく「アースすれば静電気はたまりにくい、逃がしやすい」と言いますが、実はこれは特殊な場合だけ。静電気は２つの物体のもつ「電荷（電気力）の差」なので、たとえアース（地球に対して０になるように電線などを介して地面と接続すること）をしても、自分の体が「＋１００００」であれば結局アースされた部分との間で「ばちん！」。何しろ、雷は、雲と「丸ごとアース」であるはずの地面との間での放電なのですから。　かといって濡れた地面ばかりを選んで素足に金属の靴で一生歩くような生活もできず・・・
（工場などで、静電気に弱い部品などのある室内に入る前に金属板に触れるのは、室内の機器や部品をことごとく床や壁と同じ電位にしてあり、貴重な部品と帯電した人間との間で放電することを避けるためで、人間にとっては結局どこかで1回は「放電」させられるハメになるのです。）

　ただし、軽減策はあります。「ばちん」と飛んで痛いのは、「放電」の特性として「小さな点に大量の電気が集中して、よりによって感覚の敏感な指先に流れる」から。この指先の「集中」をほんの少し広げることでも痛さは相当軽減します。
・・・で、お勧めが、「金属のキーをしっかり指でつまんでドアノブに1回タッチする」こと。キーの先端とドアノブとの間で放電が起き、その電気は当然指先とキーとの間でも流れますが、しっかりつまむことで面積を大きくでき、小さな点に集中する痛みは相当に軽減できます。
　ただし、この方法の欠点は、指が乾きすぎていてしっかり持っていない場合に指とキーとの間で「ばちん」が起きることがある他、しっかり持っていても指先に多少の不快な感電感があり、無意識ならまだしも、生半可にしっかりキーを持って準備するので意識が集中して不快感が強まるという点でしょうか。（私はくせになって無意識にキーを持つようになってきたので、かなり楽になりました）

　このため、より不快感を軽減するために、放電防止グッズと称して、キーの持ち手などに指になじみやすい導電性のプラスチックをはりつけたものや、放電時間を長くして集中を軽減するために導電性プラスチックに数百kΩの電気抵抗を持たせたものなどが工夫されていますが、持ち方によってはかえって放電が不十分になりやすいなど単にキーを持った場合に比べて劇的な効果とは言えないようで。

　なお、私の友人には、腕時計をはめたまま金属ベルト部分で軽くタッチする人もいます。体との接触面積がより大きく、手首は感覚もにぶいので、少々不自然な腕の動きになることを除けば快適とか。

さて、長くなってしまい、他の方の回答との重複もありますがいかがでしょうか。
お役に立てば幸いです。

お礼

joshua01さんは私の疑問を分ってくださる。そうなんです、アースされた金属面にさわるって放電して同電位にすることなんですよね。ドアノブや車のドアで火花放電するのはそれらがアースされている証拠と考えた方が自然だと思ったんです。だとしたら何で一方だけ「バチッ」？と思いました。それが質問の趣旨です。

皆様の回答のおかげで、自分なりに対策が見えてきました。

・静電気を発生させないようにする
　→発生しやすい服を着ないようにする。（私生活を変えるのは嫌なので却下。）

・静電気を溜めないようにする
　→デスクワークでは靴を脱ぐかサンダルにし、頻繁に足の裏を床につける。

・静電気を溜めても徐々に放電するようにする
　→トイレのドアノブに触る前に壁に手をつける。

・静電気を徐々に放電できなくても火花放電に触れないようにする
　→鍵束を手に持ち、それでドアノブに触れてから触る。

・静電気で火花放電に触れても痛く無いようにする
　→手の甲など、感覚が鈍いところで触る。

回答No.4

foobar

先の方の回答に関連して、(若干余談気味ですが）

建物のドアノブなどを触るときに、たとえば鍵束を握って、鍵の先端でドアノブから放電させると、「バチン」を軽くできます。（電流が手のひら全面から鍵束に流れるので、、。鍵の先端ではしっかり火花が飛んでます。）
が、しっかり帯電しているときには、手のひらが「ビリッ」と来ることがあります。
あとは、手のひらではなくて、手の甲側でいったんドアなどに触って放電させることもあります。（気のせいか、手の甲側の方が痛みが小さいような気がします。）

うちの職場でも放電用のプレートをドアにはっているところがありますが、ものを見る限りでは、導電性プラスチック（ゴム？）を使っているようです。（ガソリンスタンドのタッチパネルも導電ゴムのように見えます）

抵抗を持って、、
理屈の上では、抵抗の一端を手に持って、他端のリードをノブなどの金属にあてて放電すればOKのはずですが、、。リードだと手に触れる面積がちょっと小さいような気もします。（感覚的には抵抗値としては、数100kオームから数メガオームくらいのあたりが適当なような、、。抵抗値が低すぎると効果ないですし。）

時々使う手
（木綿の服を着ているときには）服の袖を伸ばして、袖の布越しにドアノブに触ることもあります。(布越しに緩やかな放電をすることを期待して、、。）

お礼

なるほど！
痛いのは「火花放電している箇所」であって身体に電流が流れているからじゃないんですね。指とドアノブの間に放電すれば指が痛い、けど鍵束とドアノブで放電させれば衝撃が小さくなる…。たいへん参考になりました。

＞リードだと手に触れる面積がちょっと小さいような気もします。

じゃあ、合わせ技で（笑）。鍵類は金属チェーン（ストラップ？）のようなものにフックがついてあってそこに束ねています。腰につけていていつもジャラジャラさせているんですが（笑）。で、そのチェーンにリードのついた抵抗つけるか、チップ抵抗を半田付けして、放電が起きそうな時は手にチェーンを巻きつけ抵抗をドアノブに…という方法だと効果があるかも知れないですね。でもワザワザ半田付けキットを買うのもバカバカしい（だったら静電気対策グッズを買います。）ので、実験はしませんが。
回答有難う御座います。

回答No.3

Mr_Holland

＞ということは、電子工作で用いられる小型抵抗器を普段持ち歩き、ドアノブに接触してから触れば大丈夫ってことでしょうかね？？ただ何オームの抵抗がベストか分らなければどうしようもないんですが（笑）。

電子工作で使う電気抵抗器を持っていても効果はないでしょう。
片方を手で持って、他方を地面に付けなければならないのですから、そんなこと普段できませんよね。
ですから、ビリビリを感じそうなときに、あらかじめアースされていそうな金属物に触るだけで、体に帯電している静電気のほとんどは抜け出てしまいますので十分効果のある方法です。

電子工作で静電気に敏感な部品（パソコンのメモリなど）を扱うとき、薄い金属板が入った長い帯を手首に巻きつけ、反対側を大きな金属物につないで体の静電気を取り除きますが、上記の方法はこれと同様の方法です。

＞ドアノブや降車時の車のドアで火花放電するのに金属板で起きないのはどうしてですか？

ドアなどを扱うときは、大抵、指先から近づいていくのに対し、金属板に接触させるときは、大抵、手のひら全体で近づいていくからだと思います。
雷の避雷針と同じで、先端が尖ったものは火花が飛びやすくなります。
そのため、ドアを扱うときには、手のひら全体で近づいていくようにすれば、幾分緩和されるのではないかと思われます。
ただ、それでも電位差が大きいときには裂けられないと思いますが、体験する回数は減ると思います。

お礼

＞電子工作で使う電気抵抗器を持っていても効果はないでしょう。

効果がないんですか。残念です。
私のイメージでは、ドアノブや車のドアは０電位（車のタイヤが導電性のものを使用しているという仮説）で、自分の身体が帯電している…。だから直接GNDに触るとショートするから、なんか抵抗をかいしたらいいのかな？と思ってしまいました。素人考えは浅はかですね（苦笑）。回答有難う御座いました。

回答No.2

tanpopotanpopo

完全に解明されないのはいろんな分野にわたり、たくさんあります。
電気関係は特に多いような気がしますね。（独断と偏見ですが＾＾；）
理由は、電気は目に見えないからだと思います。バチッ！とならないようにする結果を急ぎ、原理原則は後回しだからでしょうね。
（実用性に原理原則は不要？企業と大学は、結果さえ出ればＯＫ？）
逆に電気は理論と実験が合致する、数少ない分野だから解明しやすいともいえるんですが・・・

・・・金属板で起きないのはどうしてですか？
静電気は小さなバッテリーのようなものです。充電している時に短絡すると一気に放電するんですが、瞬間的に狭い範囲に電流が集中するとビリッ！となります。手のひら全体など大きな面積だと電流が集中しないからならないんです。

例えば、電流を水の流れに例えてみます。
水をホースで流す時、ホースの口を絞るとジャー！って勢い良く出ます。ホースの口が広いとだらだら～と出ます。
でも、どちらも同じ時間に出る水の量は同じですね。狭い範囲に集中して流れると勢いが良く、広い口だと勢いがないんです。
電流も勢いが良いとバチッ！になると言うことですが、お分かりでしょうか？

お礼

回答有難うございます。
ドアノブも車のドアも意識的に手のひらで触るようにしているんですが…。ん～、どうも放電する時はするようです。特に車のドアはひどいです。手のひらで閉めているのにも関わらず、です。
降りる時にドアを触りながら降りればいいのかなぁ…今ふと思いました。ちょっと試してみます。私の考えでは同電位をキープはずだと。

回答No.1

foobar

後半に関して
単純にアースされた金属板だと、手をつける際に急激に放電してやはりバチっときます。
ドア等に付けられている放電板は、バチっと来ないように、ある程度の抵抗を通して緩やかに放電させるような工夫がされていたかと。

お礼

なるほど。ということは、電子工作で用いられる小型抵抗器を普段持ち歩き、ドアノブに接触してから触れば大丈夫ってことでしょうかね？？ただ何オームの抵抗がベストか分らなければどうしようもないんですが（笑）。ちょっと検討してみます。参考になりました。有難う御座います。