ショック電流経路

すでに学んだように、電気は継続的に流れるために完全な経路（回路）を必要とします。これが、静電気から受ける衝撃が瞬間的な衝撃である理由です。2つの物体間で静電荷が均等化されると、電流の流れは必然的に短くなります。このような自己制限された持続時間のショックが危険になることはめったにありません。

電流がそれぞれ出入りするための2つの接点が本体にない場合、感電の危険はありません。これが、鳥がショックを受けることなく高圧送電線で安全に休むことができる理由です。鳥は一点でのみ回路と接触します。

電流が導体を流れるためには、導体を動かすための電圧が存在する必要があります。覚えておくべきことですが、電圧は常に2点間で相対的です 。回路の単一点に「オン」または「アット」の電圧などはないため、上記の回路の単一点に接触する鳥は、体に電圧を印加して電流を確立することはありません。

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はい、 2つで休んでいますが 足、両方の足が同じワイヤーに接触しているため、電気的に一般的 。電気的に言えば、鳥の両足は同じ点に接触しているため、鳥の体に電流を流すための電圧はありません。

これは、1本のワイヤーに触れるだけでは電気にショックを受けることは不可能であると信じさせるかもしれません。鳥のように、一度に1本のワイヤーだけに触れることができれば、安全ですよね？残念ながら、これは正しくありません。鳥とは異なり、人々は通常、「生きている」ワイヤーに接触するときに地面に立っています。

多くの場合、電力システムの片側は意図的にアースに接続されているため、1本のワイヤーに触れる人は、実際には回路内の2点（ワイヤーとアース）を接触させています。

地面のシンボルは、示されている回路の左下にあり、ショックを受けている人の足にもある、幅が狭くなっている3本の水平バーのセットです。実生活では、電力システムのアースは、アースと最大限に接触するために、アースの奥深くに埋め込まれたある種の金属導体で構成されています。

その導体は、太いワイヤーで回路上の適切な接続ポイントに電気的に接続されています。被害者のアース接続は、地球に接触している足を介して行われます。

通常、この時点で生徒の頭の中にいくつかの質問があります。

• 回路内に接地点が存在することで、誰かがショックを受けやすい連絡先になる場合、なぜ回路内に接地点があるのでしょうか。グラウンドレス回路の方が安全ではないでしょうか？
• ショックを受けた人はおそらく素足ではありません。ゴムと布が絶縁材料である場合、なぜそれらの靴は回路の形成を防ぐことによってそれらを保護しないのですか？
• 指揮者がどれだけ優れているか汚れ なれ？地球を流れる電流にショックを受ける可能性がある場合は、電力回路の導体として地球を使用してみませんか？

最初の質問に答えて、電気回路に意図的な「接地」点が存在することは、その片側が であることを保証することを目的としています。 接触しても安全です。上の図の犠牲者が抵抗器の下側に触れた場合、彼らの足がまだ地面に接触していても何も起こらないことに注意してください：

回路の下側は、回路の左下にある接地点を介してしっかりとアースに接続されているため、回路の下側の導体は電気的に共通になっています。 アース付き。電気的に共通のポイント間に電圧が発生しないため、下側のワイヤに接触する人に電圧がかかることはなく、感電することもありません。

同じ理由で、回路を接地棒/プレートに接続するワイヤは通常裸のまま（絶縁なし）であるため、それがブラッシングする金属物体は同様に地球と電気的に共通です。

回路の接地により、回路内の少なくとも1つのポイントが安全に接触できるようになります。しかし、回路を完全に接地しないままにしておくのはどうですか？それで、1本のワイヤーに触れる人は、1本のワイヤーに座っている鳥と同じくらい安全になりませんか？理想的には、そうです。実際には、違います。根拠がまったくない状態で何が起こるかを観察します：

人の足がまだ地面に接触しているという事実にもかかわらず、回路内のどの点にも安全に触れることができます。電圧源の下側から上に向かって人の体を通る完全な経路（回路）が形成されていないため、人に電流を流す方法はありません。

ただし、これはすべて、木の枝が電力線に接触し、アースへの接続を提供するなど、偶発的なアースによって変化する可能性があります。

電力システムの導体とアース（アース）の間のこのような偶発的な接続は、地絡と呼ばれます。 。

地絡

地絡は、電力線の絶縁体に堆積した汚れ（導体から極、雨が降ると地面に流れる電流の汚れた水路を作成する）、埋設された電力線導体への地下水の浸透など、さまざまな原因で発生する可能性があります。鳥が送電線に着陸し、送電線を翼で電柱に橋渡しします。

地絡の多くの原因を考えると、それらは予測できない傾向があります。木の場合、誰もどのワイヤーを保証することはできません 彼らの枝が触れるかもしれません。木が回路の上のワイヤーにぶつかると、上のワイヤーが安全に触れ、下のワイヤーが危険になります。これは、ツリーが下のワイヤーに接触する前のシナリオとは正反対です。

木の枝が一番上のワイヤーに接触すると、そのワイヤーは回路内の接地された導体になり、電気的にアースと共通になります。したがって、そのワイヤとアースの間に電圧はありませんが、下部のワイヤとアースの間に完全な（高）電圧があります。

前述のように、木の枝は、電力システムの地絡の潜在的な原因の1つにすぎません。木が接触していない、接地されていない電力システムを考えてみましょう。ただし、今回は 2つ 単線に触れる人：

それぞれの人が地面に立って、回路内のさまざまなポイントに接触すると、衝撃電流の経路が1人の人、地球、そしてもう1人の人を通ります。回路内の1点に触れるだけで安全だと各人が考えている場合でも、それらを組み合わせたアクションは致命的なシナリオを作成します。事実上、1人が地絡として機能し、他の人にとって安全ではありません。

これが、接地されていない電力システムが危険である理由です。回路内の任意のポイントでいつでも地絡が発生する可能性があるため、回路内の任意のポイントとアース（アース）の間の電圧は予測できません。これらのシナリオで安全であることが保証されている唯一のキャラクターは、地球とはまったく関係のない鳥です！

回路内の指定されたポイントをアースにしっかりと接続する（回路を「接地」する）ことにより、少なくともその1つのポイントで安全性を確保できます。これは、アース接続がまったくない場合よりも安全性が保証されます。

2番目の質問への回答として、ゴム底の靴は 実際、足に衝撃電流が流れるのを防ぐために、電気絶縁を提供してください。ただし、ほとんどの一般的な靴のデザインは、電気的に「安全」であることを意図しておらず、靴底が薄すぎて適切な物質ではありません。

また、靴の表面に付着した、または靴底に浸透した体の汗による湿気、汚れ、または導電性の塩分は、靴が本来持っていた絶縁価値を損なうことになります。危険な電気工事のために特別に作られた靴や、活線での作業中に立つために作られた厚いゴム製のマットがありますが、これらの特別なギアは、効果を発揮するために完全に清潔で乾燥した状態でなければなりません。

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言うまでもなく、通常の履物では、電力システムからの感電に対する保護を保証するのに十分ではありません。

人体の一部と接触点（地面など）との接触抵抗について行われた調査では、さまざまな数値が示されています（このデータのソースについては、章の最後を参照してください）：

• 手または足の接触、ゴムで絶縁：標準20MΩ。
• 革靴底を介した足の接触（乾燥）：100kΩから500kΩ
• 革靴底を介した足の接触（ウェット）：5kΩから20kΩ

ご覧のとおり、ゴムは革よりもはるかに優れた断熱材であるだけでなく、革などの多孔質物質に水分が含まれていることも非常に 電気抵抗を減らします。

3番目の質問に答えると、汚れはあまり良い導体ではありません（少なくとも乾燥しているときはそうではありません！）。負荷に電力を供給するための連続電流をサポートするには、導体が不十分です。ただし、次のセクションで説明するように、人を傷つけたり殺したりするのに必要な電流はごくわずかであるため、通常のように十分な電圧が利用できる場合は、汚れの導電率が低い場合でも致命的な電流の経路を提供するのに十分です。電力システムにあります。

一部の地面は、他の表面よりも優れた絶縁体です。たとえば、アスファルトは油性であるため、ほとんどの形態の土や岩よりもはるかに高い耐性があります。一方、コンクリートは、その固有の水と電解質（導電性化学物質）の含有量のために、抵抗がかなり低くなる傾向があります。

レビュー：

• 感電は、回路の2点間で接触した場合にのみ発生する可能性があります。犠牲者の体に電圧が印加されたとき。
• 電源回路には通常、「接地」された指定点があります。回路の片側が常に接地電位（その点と接地の間の電圧がゼロ）になるように、土に埋められた金属棒またはプレートにしっかりと接続されています。 。
• 地絡 は、回路導体とアース（アース）の間の偶発的な接続です。
• 特別な断熱靴とマットは、地面の伝導による衝撃から人を保護するために作られていますが、これらのギアでさえ、効果を発揮するには、清潔で乾燥した状態でなければなりません。通常の履物は、着用者を地球から隔離することによって衝撃から保護するのに十分ではありません。
• 土は導体が貧弱ですが、人を傷つけたり殺したりするのに十分な電流を流すことができます。

関連ワークシート：

• 感電ワークシート