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2024.02.01 静電気

静電気発生の仕組みと対策

静電気ってどうして起こるの? そしてその対策は?

静電気といえば
ドアノブに触った瞬間や車のドアに触った瞬間の「バチッ」っと感じるのが静電気ですか?
すごく痛くて不快ですよね。

この現象はどうやって発生しているの?

バチッとくる静電気、痛くて不快、でもなんでそうなるか?不思議だよね。
実は静電気には発生する仕組みがあるんだ。
静電気の仕組みを知ることで、あの不快なな感じを防ぐことだって可能だよ。
一体どのような仕組みなの?
教えて…
すごくざっくりいうと静電気とは、物が持っている電気のバランスが崩れてしまっている状態、のことをいうんだよ。
???
どういうこと?
もう少し詳しく教えて…

まず、どんな物質も、プラスの電気とマイナスの電気をたくさん持ってるんだよ。
このプラスの電気とマイナスの電気の数が同じ場合は、中性な電気的性質となり安定している状態なんだ。
例えば2つの物質をこすり合わせると、片方の物質のマイナスの電気が、もう片方の物質に移動するよ。
マイナスの電気を取られた側の物質は、マイナスの電気よりもプラスの電気の数が多くなるんで、プラスの電気的性質になるんだ。

逆に、マイナスの電気を受け取った側の物質は、
プラスの電気よりもマイナスの電気の方が数が多くなるので、マイナスの電気的性質になるわけなんだよ。
例えば、ドアノブに触った時のバチッとした痛みに対して話をすると、
私たちの体に様々な物質が触れ合ったり、擦れ合ったりして、プラスの電気を帯びている状態で、ドアノブなどの金属に近づくと、
金属の中のマイナスの電気が手に引き寄せられ、触れた瞬間、プラスとマイナスの電気が一斉にくっつき合って電流が流れるんだ。
このとき放電をして「バチッ」と衝撃が発生するという仕組みなんだ。
(詳しくは下の絵を参考にしてみてね。)

そういうことなんだね!
このイメージが分かると静電気についてなんとなく分かった気がするよ!
私は今まで、なぜかドアノブを触るとバチッと感じるなと思っていたけど
実は、自分の体とドアノブ両方が電気をもっていて、一気に流れるからなんだね。
こんな風に、物体がプラスやマイナスの電気を帯びることを、『帯電(たいでん)』っていうんだよね。
昔やった人が多いと思うけど「下敷きと髪の毛」で例えてみても分かりやすいよ。

例えば、アクリルでできた下敷きを髪の毛でこすってみるね。
下敷きが髪の毛に吸いついて立つよね。

これは、下敷きがプラスの電気を帯びて、髪の毛がマイナスの電気を帯びたからなんだ。
つまり、下敷きはマイナスに帯電し、髪の毛はマイナスに帯電したので、引きつけ合うというわけだね。
要するに、どちらかの電気が偏ったから、プラスとマイナスが引き合って髪の毛が立つんだよ。

確かに小さいころによくやったなあ~!
 でもどうして物体をこすり合わせると、静電気が発生するのかな?
 ただ触るだけじゃ多く発生しないし?
いいところに気づいたね。
実は人の目では平らに見える下敷きの表面でも、目に見えない小さい凹凸がたくさんあるんだよ。
小さい電子たちの目線からすると、
大きい凹凸がたくさんあって、物体同士がぴったりとくっついてないんだよ。

そのため、物体同士が触っただけでは凸凹の隙間があって物体同士がぴたっとくっついていない状態
なんだよね。

だから電子はなかなか物体の間を移動できなくて、この段階では静電気があまり発生していないんだよね。

ただ、下敷きと髪の毛をこすり合わせると・・・
    下敷きと髪の毛がたくさん触れあうので、電子が移動しやすくなるんだ。
   結果たくさん擦ると、多くの静電気が発生するということなんだよね。

(下の絵を参考にしてみてね。)

冬になると静電気を感じやすいけど
夏はあまり静電気を感じたことがないな~。
静電気はどうして冬に感じることが多いかな?
実は夏にも静電気は発生しているんだ。
でも、日本の夏は湿度が高いよね。
そのため空気中にも水分が多く含まれていて、水も電気を通す性質があるんだ。
だから夏に発生した静電気は空気中の水分に流れていくわけなんだよ。

乾燥している冬は空気中の水分が少なく、電気の逃げ場がなかなか確保できなくて、
静電気が体にたまりやすい状態になるんだよ。

まとめるとこういうことなのね。
1.静電気は、摩擦や接触などにより、物質から物質へ電気の移動が起こることによって発生する。
2.プラス、マイナスの電気を帯びた物体が電気を通しやすい物質に近づいたとき、
  プラスとマイナスの電気が一気にくっついて電気が流れる。
3.空気が乾燥している冬は、体にたまった静電気が空気中の水分に流れにくいため感じやすい。

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