直流回路と鉄の電圧

質問

直流回路があります。たとえば電池と豆電球を銅線でつないだものだとします。この回路は地気に対して1.5Vの電圧があります。この回路の横に鉄球があったとします。この鉄球には電流が流れていないのでほぼ0Vだと思われます。
ここで問題なのですが回路と鉄球の間でテスターをあて、電圧を測ると1.5Vと表示されるのでしょうか。あるいは電位差は出ないのでしょうか。もし、無電位になるのであれば、なぜなのかご教えていただけませんでしょうか。よろしくお願いいたします。

回答No.5

burahuman

確認ですがその直流回路の例えばマイナス側が接地して有ると言う意味ですか？
それと鉄球は空中にただ浮かんでいて地球との間の抵抗は無限大と言う認識でよろしいでしょうか？

以上がハイと言う前提で考えると鉄球の対地電圧はとても不安定で一概には答えは出ません。
例えば上空に雷雲が発生した場合と梅雨時などのように湿度が高い時、あるいは冬湿度が非常に低く風が吹いている時などでは鉄球に溜まる電荷が変化し結果対地電圧が大きく変わるでしょう。
しかし一般のテスターのように内部抵抗が数百キロオーム程度と低い物で有れば鉄球に溜まった電荷もたちまち消え去りほぼゼロボルトを示すでしょう。
しかし真空管電圧計などのように内部インピーダンスが事実上無限大の物で測定すれば先ほどのような変化が認められると思います。

要するに空中に浮いている金属の物体は地球に対してどれ程の電位を持つかと言う問題ですが浮いている高さも周囲の環境も大きく影響するのでなんとも言えません、が答えになります。

回答No.4

toteccorp

鉄球が絶縁されずに地面に置いてあるなら接地されたのと同じ状態と思います。
絶縁されているのなら、回路が成り立たないので測定できません。
電池の電圧を測定するのに電池の片側にだけテスターを当てているのと同じ状態です。

回答No.3

a987654

辛口で済みませんが、かなりムチャクチャな質問ですね。
電気の用語における地気という意味を御存じでしょうか？
地気とは、本来対地と絶縁されている電路が事故または故障により
地絡した時に電源側もしくは地絡点に生じる電位変動に対して
使われる用語です。
大地の電位（＝０Ｖ）と混同されませんようお願いします。
又、電圧、電位、電位差これらも同じものではありませんので別途
御調べ願います。

＞この回路は地気に対して1.5Vの電圧があります。
何故１．５Ｖあるのでしょうか？
電池のどちらかの端子を接地しているのでしょうか？
そうであれば、接地してない側の電池の端子は正又は負の１．５Ｖの電位差が
大地の電位に対して生じますが、一般的に電池の片側端子を接地することは
ありませんので大地の電位に対して（対地電位という）は０Ｖです。
但し電池が完全に絶縁されていてかつ、電池全体が帯電している場合には
その帯電電圧が大地間の電位差となります。

＞回路の横に鉄球があったとします。
これについては、接地されているのでしょうか？
そうであれば、対地電位は０Ｖです。
絶縁されている場合は、鉄球が帯電している状態か否かで鉄球の
対地電位は変わります。

＞ここで問題なのですが・・・・・
問題になりません。
電池の片端子および鉄球が接地されていている場合
　電池の接地していない端子と鉄球間にテスターをあてたときのみ
　１．５Ｖの電圧が表示されます。
　（様は接地および鉄球を除外して電池両端を測定したのと全く同じ）。

両方とも接地されていない場合
　帯電の有無に関係なくテスターを当てた瞬間に両方が同電位になるため、
　電位差は生じません。

どちらか片方が接地されていて他方が帯電している場合
　テスタリードを当てた瞬間に帯電が放電されます。
　従って瞬間的（テスターごときでは計測できません）には対地間の電位差が
　生じますが放電後の電位差はゼロです。

尚、補足質問は不要です。

お礼

当方の不適切な質問に対し、前提を分けてご回答いただきありがとうございます。
当方の質問は「両方とも接地されていない場合」のケースでした。

「補足質問は不要」とのことでしたので、ご回答のお手間には及びませんが、「両方とも接地されていない場合」、「瞬間に両方が同電位になる」以前、つまりテスタリードをあてる以前は両者（回路と鉄球）に電位差があったということなのか、という疑問は残りました。
当方、愚鈍ゆえ、これ以上のお手間には及びませんが、ご回答のお手間に感謝いたします。

回答No.2

toteccorp

回路の計る場所による。
地気に対して1.5Vの電圧がある部分（電池のプラス）で、計れば１．５Ｖある。
無電圧になるなら計る場所（電池のマイナス）が悪いか、鉄球が接地されていないか。
テスターで計った時点で回路が出来上がるため、電位差がある場合は計れる。

お礼

ご回答ありがとうございます。
すみません。質問の文章がまずかったのですが、鉄球は接地されていません。

回答No.1

fjnobu

0ボルトです。テスターは電流が少しでも流れなければ電圧表示はありません。
電位差計なら、不定の電圧を示します。それは電圧が不定だからです。
不定というのは、いくらの電圧を示すかわからないことを言います。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
ご回答の意味は実際には鉄球と回路との間は15Vの電位差があるが、テスターではその仕組み上、測れないということでしょうか。
また、不定の意味は回路と鉄球の間で電位差が安定しないという意味でしょうか。そうだとすると、なぜ、安定しないのでしょうか。
電気を習ったときのイメージでは、回路は川のようなもので水流（電圧）がある状態、鉄球は海とか湖のイメージだと思うのですが・・・。