静電気の仕組みをこどもでもわかるように解説！
日常でよく起こる「静電気」！
一応、中学校の理科の授業で仕組みを学ぶのですが、サラッとしかやらないので、ちゃんと納得できている人は少ないはず！
ここで分かりやすく説明します！
中学理科では、こんな感じで習います↓
・電荷は「＋」と「－」がある。
・物体は「＋」と「－」の両方の電荷を持っているが、それぞれ同じ数なので、お互いが打ち消しあって電気は感じない。
・物同士をこすり合わせることにより、「＋」と「－」がどちらかに偏って電気が生じる。これが静電気。
ピンと来ましたか？来たら解決ですね😃
イマイチな方は、具体的にどんなことが起こっているのか見いきましょう！
目には見えませんが、人や物は電荷を持っています。
普通の状態だと、「＋」の電荷と「－」の電荷のバランスが安定していて、お互い打ち消しあっているので、特に刺激は感じません。
・電荷(でんか)は、電気の量や場所を説明する時に使われる、電気を見える化した言葉です。
こすり合わせることによって、「＋」と「－」がそれぞれの物質に偏ります。
この時、下敷きにあった「＋」が髪の毛に移動し、髪の毛にあった「－」が下敷きに移動しています。
磁石を頭から引き離すと、髪の毛も上がります。
これは偏った「＋」と「－」の間に微弱な電気が発生し、磁石のように引き合うためです。
髪の毛は軽いので、下敷きを持ち上げると「＋」と一緒に上がります。
はたらきが磁石に似ているので、例えば何らかの理由で下敷きも髪の毛も両方「－」になった場合は、近づけるとお互い離れようとします。
下敷きの素材が電気を通しにくいためです。
電気を通しにくい物ほど電荷が偏った状態を保ちます。
主に下敷きの素材となる「塩化ビニル」は、電気を通しにくい「絶縁体」です。
絶縁体は、電荷が一度偏ると、そのままの状態を保ってしまいます。
そこに別の「電荷が偏った物」を近づけると、静電気が発生します。
逆に言えば、電気を通しやすい木や木綿布だと、髪にこすり合わせても電荷が偏らず静電気が発生しません。
それどころか電荷が偏ったものと触れ合わせると、電荷を調整してくれて静電気の発生を阻止してくれます。
↑エネルvsルフィ
「絶縁体」で代表的な物と言えば、「ゴム」ですよね。
ゴム人間のルフィは実際にいると、下敷きのように電荷が偏りやすく髪の毛などが引っ付きやすいのかもしれません😄
ゴム自体に静電気を除去する力はありません。
静電気の除去に使われるゴムの商品は、天然ゴムではなく「導電性の(電気を通しやすい)ゴム」や「導電性の素材を使って作った商品」なので、電気を逃がしてくれるのです。
ドアノブや車に触った時にくるバチっとした電撃。
あれは下敷きよりもちょっとだけ複雑なことが起こっています。
日常生活を送っていると、服同士やカーペットなどがこすり合わさりますよね。
服がこすられると、服の電荷が偏ります。
服や靴が「＋」の電荷を帯びると、人間の足は「－」に偏ります。
体の細い部分には電荷がたまりやすいためです。
足先が「－」に偏ると、「＋」が反対側の先端に集まろうとするため、手や髪の毛に「＋」が偏ります。
「＋」に偏っていた手がドアノブの金属に触れることにより、磁石のような力が働き、ドアノブの「－」と手の「＋」が一瞬にして集まります。
すると、電圧が高まって放電し、バチッとした電気が発生します。
金属の板を持ってこすっても、電荷はあまり偏りません。
それは金属が電気を流しやすいからです。
基本的には金属をこすっても、それを持つ人の手を通して電気が流れていくのです。
一方で服や靴の多くは電気を通しにくい絶縁体です。
上の説明からもわかる通り、服同士がこすれると、服が帯電し、それにより人の体も少しずつ電荷が偏ります。
つまり、あのバチっと来る衝撃の原因となる物は、金属でも人間でもなく、服や靴なのです。
セーターが「−」に偏り、髪や手が「＋」に偏っている場合、それを脱ぐ時に電気が発生し、バチバチと音がなり髪の毛が逆立ちます😄
ドアノブに手をかけた時にバチッと来る痛みのある静電気は、数千ボルトもあるそうです。
乾電池の1.5ボルトと比べるとすごい電圧です。
空気中の水分子は、偏った電荷を放電してくれるはたらきがあります。
冬は空気が乾燥し、服や体の表面にくっつく空気中の水分子が少なくなります。
水分子が少なくなると、放電してくれるものがなくなるので、帯電しやすくなり、静電気が発生しやすくなります。
ここまでの説明を読んだらわかると思いますが、静電気が起こる原因は絶縁体の服や靴が原因なので、「静電気体質」というものはありません。
しいて言えば、静電気を発生しやすい物をよく身に着ける人は、「静電気が起こりやすい人」と言うことにはなります。
また、汗をかきやすい人の場合は、水分が電荷の偏りをなくしてくれるので、「静電気が発生しにくい人」になります。
人や物は電荷を持っているが、「＋」と「－」が均等に存在するため普段は何も感じない。
摩擦などにより、電荷がどちらかに偏ってしまうことがある。
電荷が偏った状態で、それらを近づけると電気が発生する。それが静電気。
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➜ サイトのもくじ【体の構造】
一応、中学校の理科の授業で仕組みを学ぶのですが、サラッとしかやらないので、ちゃんと納得できている人は少ないはず！
ここで分かりやすく説明します！
🔶静電気のしくみ
静電気とは？
中学理科では、こんな感じで習います↓
・電荷は「＋」と「－」がある。
・物体は「＋」と「－」の両方の電荷を持っているが、それぞれ同じ数なので、お互いが打ち消しあって電気は感じない。
・物同士をこすり合わせることにより、「＋」と「－」がどちらかに偏って電気が生じる。これが静電気。
ピンと来ましたか？来たら解決ですね😃
イマイチな方は、具体的にどんなことが起こっているのか見いきましょう！
下敷きで髪の毛が逆立つメカニズム
普通の状態
目には見えませんが、人や物は電荷を持っています。
普通の状態だと、「＋」の電荷と「－」の電荷のバランスが安定していて、お互い打ち消しあっているので、特に刺激は感じません。
◆電気と電荷の違い
・電気はご存知の通り、光ったり刺激を与える、形にならないものです。・電荷(でんか)は、電気の量や場所を説明する時に使われる、電気を見える化した言葉です。
こする
こすり合わせることによって、「＋」と「－」がそれぞれの物質に偏ります。
この時、下敷きにあった「＋」が髪の毛に移動し、髪の毛にあった「－」が下敷きに移動しています。
微弱な電気が発生する
磁石を頭から引き離すと、髪の毛も上がります。
これは偏った「＋」と「－」の間に微弱な電気が発生し、磁石のように引き合うためです。
髪の毛は軽いので、下敷きを持ち上げると「＋」と一緒に上がります。
はたらきが磁石に似ているので、例えば何らかの理由で下敷きも髪の毛も両方「－」になった場合は、近づけるとお互い離れようとします。
紙や布よりも下敷きの方が髪が逆立つのはなぜ？
下敷きの素材が電気を通しにくいためです。
電気を通しにくい物ほど電荷が偏った状態を保ちます。
主に下敷きの素材となる「塩化ビニル」は、電気を通しにくい「絶縁体」です。
絶縁体は、電荷が一度偏ると、そのままの状態を保ってしまいます。
そこに別の「電荷が偏った物」を近づけると、静電気が発生します。
逆に言えば、電気を通しやすい木や木綿布だと、髪にこすり合わせても電荷が偏らず静電気が発生しません。
それどころか電荷が偏ったものと触れ合わせると、電荷を調整してくれて静電気の発生を阻止してくれます。
もしかしたらルフィは静電気男なのかもしれない
↑エネルvsルフィ
「絶縁体」で代表的な物と言えば、「ゴム」ですよね。
ゴム人間のルフィは実際にいると、下敷きのように電荷が偏りやすく髪の毛などが引っ付きやすいのかもしれません😄
静電気除去のためにゴムを使うのは意味がない
ゴム自体に静電気を除去する力はありません。
静電気の除去に使われるゴムの商品は、天然ゴムではなく「導電性の(電気を通しやすい)ゴム」や「導電性の素材を使って作った商品」なので、電気を逃がしてくれるのです。
金属を触った時にバチッとくるメカニズム
ドアノブや車に触った時にくるバチっとした電撃。
あれは下敷きよりもちょっとだけ複雑なことが起こっています。
1.服がプラスに帯電
日常生活を送っていると、服同士やカーペットなどがこすり合わさりますよね。
服がこすられると、服の電荷が偏ります。
2.足がマイナスに帯電
服や靴が「＋」の電荷を帯びると、人間の足は「－」に偏ります。
体の細い部分には電荷がたまりやすいためです。
3.髪や手がプラスに帯電
足先が「－」に偏ると、「＋」が反対側の先端に集まろうとするため、手や髪の毛に「＋」が偏ります。
4.金属の「－」が瞬間的に移動する
「＋」に偏っていた手がドアノブの金属に触れることにより、磁石のような力が働き、ドアノブの「－」と手の「＋」が一瞬にして集まります。
すると、電圧が高まって放電し、バチッとした電気が発生します。
人間とドアノブ、悪いのはどっち？
金属の板を持ってこすっても、電荷はあまり偏りません。
それは金属が電気を流しやすいからです。
基本的には金属をこすっても、それを持つ人の手を通して電気が流れていくのです。
一方で服や靴の多くは電気を通しにくい絶縁体です。
上の説明からもわかる通り、服同士がこすれると、服が帯電し、それにより人の体も少しずつ電荷が偏ります。
つまり、あのバチっと来る衝撃の原因となる物は、金属でも人間でもなく、服や靴なのです。
セーターを脱ぐときに来るバチバチもこれ
セーターが「−」に偏り、髪や手が「＋」に偏っている場合、それを脱ぐ時に電気が発生し、バチバチと音がなり髪の毛が逆立ちます😄
バチッときたときの電流の強さは？
ドアノブに手をかけた時にバチッと来る痛みのある静電気は、数千ボルトもあるそうです。
乾電池の1.5ボルトと比べるとすごい電圧です。
なんで冬は静電気が発生しやすくなるの？
空気中の水分子は、偏った電荷を放電してくれるはたらきがあります。
冬は空気が乾燥し、服や体の表面にくっつく空気中の水分子が少なくなります。
水分子が少なくなると、放電してくれるものがなくなるので、帯電しやすくなり、静電気が発生しやすくなります。
「静電気が起きやすい体質」はウソ？
しいて言えば、静電気を発生しやすい物をよく身に着ける人は、「静電気が起こりやすい人」と言うことにはなります。
また、汗をかきやすい人の場合は、水分が電荷の偏りをなくしてくれるので、「静電気が発生しにくい人」になります。
まとめ
人や物は電荷を持っているが、「＋」と「－」が均等に存在するため普段は何も感じない。
摩擦などにより、電荷がどちらかに偏ってしまうことがある。
電荷が偏った状態で、それらを近づけると電気が発生する。それが静電気。
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➜ サイトのもくじ【体の構造】
