実は雷と一緒? 冬のパチパチ静電気の正体!

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実は雷と一緒? 冬のパチパチ静電気の正体!

2019.02.15

提供:マイナビ進学編集部

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実は雷と一緒? 冬のパチパチ静電気の正体!

冬になると衣服や髪の毛に発生する静電気。あの「パチパチッ」が苦手で、あの手この手で対策している人もいるでしょう。でもこの静電気、実はあの「雷」と同じ仕組みで発生しているのを知っていますか?

この記事をまとめると

  • 冬の風物詩「静電気」は雷と同じ原理
  • 静電気が発生する原因と防止・取り除く方法
  • 視点を変えれば静電気を利用することもできる

パチパチ静電気は雷のミニチュア版?

静電気が発生してしまうのは主に衣服が原因です。衣服を着たり脱いだりする際に摩擦によって静電気が発生し、人間も一時的に電気を帯びてしまいます。

雷もまた摩擦によって発生する静電気です。雷の場合は、雲の中に存在する凍った水蒸気の粒子が摩擦を起こすことで静電気が発生しています。人体に発生する静電気と雷ではスケールが違いますが、静電気が発生するメカニズムは同じなのです。

人体に静電気が発生するメカニズムを知って防ぐ・取り除く

冬場の静電気の発生源は、衣服の着脱やカーペット上を歩くことなどがあります。そのような行動によって静電気が発生し、静電気を帯びた状態で金属製のドアの取手を触ると、パチっとなるのです。さらに冬は空気が乾燥しているので、静電気は一段と発生しやすくなります。

では少しでも静電気を避けるにはどうすればいいのでしょうか? まず私たちが着ている衣服の素材に注目しましょう。例えば、ポリエステル製の衣類(シャツなど)とウール製の衣類(セーターなど)の組み合わせが静電気を引き起こすことがよく知られています。

全ての物にはプラスの電気・マイナスの電気が同じ量だけ含まれていますが、同じ量なので互いにパワーを打ち消しています。もちろんこの状態では電気は発生しません。

しかし、摩擦が起こることによって、このバランスが崩れてマイナスもしくはプラスの電気を多く帯びるようになります。マイナス・プラスのどちらに電気を帯びやすくなるのかについては、繊維によって異なります。私たちが一般的に利用している衣服の素材では次のようになります。

【マイナスの電気を帯びやすいもの】※電気を帯びやすい順
アクリル・ポリエステル・アセテート
【プラスの電気を帯びやすいもの】
ナイロン・羊毛(ウール)・絹・レーヨン

ちなみに麻・綿といった素材、さらに私たち人間の体はマイナスとプラスのちょうど中間あたりとなっています。

例えば、ポリエステルはマイナスの電気、ウールはプラスの電気を素材の中でも電気を帯びやすい素材です。この素材を組み合わせて着用した場合、衣服の着脱の時にマイナスの電気・プラスの電気が引き合うため、他の衣類の組み合わせよりも静電気を帯びやすくなります。

静電気を発生させない方法としては、プラスの電気を帯びやすい素材同士、マイナスの電気を帯びやすい素材同士の組み合わせで着ることでしょう。ドラッグストアなどで売られている静電気防止スプレーも便利です。また、クリーニング店で帯電しないための加工をしてもらうこともできます。

嫌われ者の静電気を逆に利用することもできる!

あの不快なパチパチッという音と刺激にストレスを感じる人も多いでしょう。実際に工場などの物づくりの現場においても、静電気が製品の性能を低下させることもあれば、火災の原因になることがあります。そのため、静電気を発生させない特殊な服や装備で作業に当たるなどの対策が取られています。

何かと嫌われ者の静電気ではありますが、意外と身近なところで活躍していることも忘れてはいけません。

一番身近なところだと、スマートフォンのタッチパネルがこの静電気を利用しています。ゴミ・ホコリなどの異物を取り除く際にも静電気は利用されており、空気清浄機は静電気で空気中のホコリやチリを引きつけています。自動車の塗装やサンドペーパー(紙やすり)を製造する際にも静電気が利用されています。

一般的には嫌なイメージの強い静電気ですが、視点を変えれば私たちの生活に大いに役立っています。静電気についてもっと知りたい、自分でも活用方法を考えてみたいと感じたら、電気工学の分野に進んでみてはいかがでしょうか?

【出典】
株式会社キーエンス
https://www.keyence.co.jp/ss/products/static/ionizer/static_electricity/mechanism.jsp
https://www.keyence.co.jp/ss/products/static/ionizer/static_electricity/nature.jsp
労働安全衛生総合研究所
https://www.jniosh.go.jp/publication/mail_mag/2011/41-column.html
https://www.jniosh.go.jp/publication/mail_mag/2011/31-1.html
モノタロウ
https://www.monotaro.com/s/pages/productinfo/staticelectricity/
TIME&SPACE
https://time-space.kddi.com/kddi-now/tsushin-chikara/20171101/2147
株式会社グリーンテクノ
https://www.greentechno.co.jp/power/use.html
東京都クリーニング生活衛生同業組合
https://www.tokyo929.or.jp/column/ware/post_126.php

この記事のテーマ
工学・建築」を解説

工業技術や建築技術の発達は、私たちの生活を画期的に快適で安全なものに変えてきました。先人たちの生み出した知恵に新しい技術をプラスすることで、その進歩はいまも日々、進んでいます。インフラの整備や災害に強い街作り、エネルギー効率の高い動力機械や高い知能を持ったロボットの開発など、工学や建築に求められるものはますます増えるでしょう。自然との共生も大きなテーマです。理系の中でもより実地的な分野だと言えます。

「工学・建築」について詳しく見る

この記事で取り上げた
「電気工学」
はこんな学問です

電気をエネルギーとして捉え、発生などの性質を研究して応用に結び付ける学問。電磁界や電気回路、電気システムの理論を学び、これらの応用について研究を進める。電気エネルギーの発生や変換を研究して活用方法を考える領域や、超電導応用の領域、制御・計測についての領域もある。石炭、石油に代わる新しいエネルギー資源として、地球環境に関することなども学習、研究し、これからの社会を支える学問でもある。

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