静電気はなぜ起こる?




乾燥した季節になると、身のまわりに発生するのが静電気です。

車から降りてドアなどに触れた瞬間に、「バチッ」とショックを受けることがあります。

この不快なショックを与える静電気は、どうして起こるのでしょうか。

実はこの静電気が起こるのは、着ている衣服と何かが摩擦することで発生するのです。

車を降りるときなどは、自分の着ているものと車のシートがこすれあうことにより、静電気が貯まるために起こるのです。

静電気が起こやすい環境は、気温と湿度が低い時、具体的には湿度が20%以下で、気温が25度以下です。

上記のような気候の日は、静電気の発生に特に気を付ける必要があります。

ですから、日本のような気候では、冬に静電気が発生しやすくなります。

自分の体が静電気に帯電しているとき、鉄のような電気の通しやすい物質に触れると、電気が放電し特有の「バチッ」が発生します。

静電誘導作用とは

静電気をためているのは衣服なのに、なぜ、体が帯電してしまうのか、というとそれは、静電誘導作用という現象のためです。

図のように静電誘導作用というのは、静電気を持った物体が接近すると導体内部の電荷(プラスとマイナス)があります。

その電荷が、物体周辺につくられた電界によって移動するために、電位が上昇してしまう現象です。

人体も導体と、見ることができますので、帯電した人が金属に触れると、静電気を放電するので「バチッ」とショックを受けます。

暗いところでは、はっきりと火花を見ることができます。

静電気を防止するものには、静電気除去キーホルダーや、静電気除去スプレーを衣服にかけるなどすると良いでしょう。

また、可燃物を多く使用する生産現場では、作業員が静電気を帯びて放電すると、それはショックだけにとどまらず、爆発や火災などの大事故につながることもあります。

そのような、現場では人体の静電気帯電が原因となって発生する、災害・障害を防止する目的で、静電靴というものが使用されています。

このような静電気帯電防止安全靴・保護靴・作業靴(以下、静電靴)は、床面に電気を流しやすくするための特殊な靴です。

靴の種類ごとに電気抵抗が区分されていて、静電気帯電防止性能を基準とした一般静電靴、特種静電靴、導電靴と分類されています。

また、ガソリンを積んだタンクローリーなどは、運搬中にタンクとガソリンとの摩擦で発生した静電気を、大地に逃がすためのチェーンや導電性のあるゴムを使って静電気を逃がしています。

このように静電気を除去するための方法があって、いろいろな所で使われています。

静電気の「もと」は何でしょうか

静電気の「もと」をたどっていくとそれは原子にたどり着きます。

物質を作っている、最も小さい粒のことです。

原子は「原子核」と「電子」で出来ていて、原子核は陽子(プラスの電荷を持つ)と中性子(電荷を持たない)で出来ています。

電子はマイナスの電荷(電気)を持っているので、プラスの電荷を持つ陽子と引き合っています。

電子は原子核の離れたところを回っているので、摩擦などの衝撃で飛び出しやすくなっていて何かの衝撃があればすぐに飛び出してしまいます。

たとえば、毛糸とプラスチックをこすり合わせた場合、毛糸からプラスチックに電子が移動するので、毛糸はプラスにプラスチックはマイナスに帯電します。

このようにして、プラスに帯電したものと、マイナスに帯電したものができるのです。

静電気といわれるのは、プラスとマイナスに帯電したままで、移動しないことからついたものです。

パチパチという音や、「バチッ!」というように鳴る音は静電気が放電して、中性状態に戻ったことを表しています。

これが「バチッ」とくる静電気の正体です。

積乱雲による雷(カミナリ)は、これが大規模に起きたものです。

静電気は悪いことばかりでなく、静電気の仕組みを利用したものの中で身近なものにコピー機があります。

コピー機は静電気のプラスとマイナスが引き合う力を利用しています。

読み取った原稿部分に静電気を帯電させて、トナー(インクの役割をする粉のこと)を付着させて原稿を作っています。

物質の帯電やすさを示す帯電列

図のような帯電列というものがあります。

プラスに帯電しやすいもの、マイナスに帯電しやすいものの目安になるものです。

プラスとマイナスで離れた者同士で摩擦すると、一番帯電しやすくなります。

以上で「静電気はなぜ起こる?」の説明を終わります。







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