電流と電圧について

質問

金属はよく電気を通します。
金属は自由電子が発生し、電圧をかけると一定の方向に自由電子が流れる。つまりマイナスの電荷が流れるため、電気が発生する。
金属原子は原子の結合が弱く、自由電子が発生しやすい。結合が弱ければ弱いほど自由電子がたくさん発生するので、電気を通しやすい。
逆に絶縁体は、原子の結合が強いため、雷などよほど強い電圧をかけないと、自由電子が発生しないため、電気は流れない。

人体は、不純物の入った水(ミネラルなど)が体内の半分を占めている。
この水にはイオンが含まれており、電荷を持っている。この電荷は水の中を移動できるため、電流が水の中を流れることができる。
皮膚は抵抗を持っているため、数ミリA程度の電流なら体に流れてもピリッとする程度。
しかし皮膚が濡れていたりすると、抵抗値が落ちて流れる電流がたかくなる。そして、体の中の水を通って体の外に電気が流れていくため、感電する。

という解釈であってますか？

オームの法則によると、人は約5500Ω、家庭用コンセント100Vだと、18mAの電流が流れてギリギリ危険レベル。
皮膚が濡れていると抵抗値が下がるため、流れる電流が高くなり、死ぬ可能性がある。ということですよね？

スタンガンは電圧が高いのに死なない理由は、電力量が少ないため。
人に触れた瞬間は電圧が高いため、体の中に高い電流が流れる。しかし一瞬で電圧降下により電圧がほぼなくなるため、体を流れる電流は微弱になる。
つまり気絶する程度の電流が一瞬だけ流れ、長い時間流れないため、死なない。

これは怪しい？あってますか？

すいませんが、ご教示のほど、よろしくお願いします

回答No.5

kantaro1985 · ベストアンサー

皮膚が濡れていても乾いていても、体の体内抵抗はあまり変わりません。
ただ、濡れている皮膚で活電部に触れた場合、皮膚と活電部との間の接触抵抗が大幅に下がるために、全体として抵抗が下がります。
だから皮膚自体の抵抗と言うよりも、皮膚と活電部の接触面の抵抗値変化ですね。

＞オームの法則だと、人の抵抗が5500Ωだとして、1万ボルト流れると1.8Aの電流が流れますが、オームの法則はあくまで電気回路に限った話であり、このような話には関係がないと言うことで良いですよね？

オームの法則は、電気回路に限っているわけではありません。
従って、このような場合でも関係ないわけではありません。
ただ、前提条件が違ってきます。
電圧と抵抗値と電流の関係を考える時、単純計算で出てくる値というのは、電圧源が、無限の電流供給能力を持っているという前提条件の下で計算されていることになります。
しかし当然ながら、無限の電流供給能力を持った電圧源というのは存在しません。
それでも、通常はオームの法則によって計算された値が、概ね成立するのは、計算により導き出された電流値に対して、電圧源の電流供給能力が大きく上回っているからです。

これが、今回のスタンガンの例のように、電圧と抵抗によって計算された電流値に対して、電圧源の電流供給能力が大きく下回る場合は、電圧源の内部インピーダンスの値を考慮した上で、昇圧した電圧を溜めているキャパシタの電荷や内部インピーダンスも関係してきます。
それでも、これらの内部インピーダンスなどを考慮に入れて、その一瞬一瞬を切り取ってみればオームの法則は成立していると言えます。
ただ、それら内部インピーダンスは公開されていないため、内部インピーダンスを考慮して計算するのは、大抵の場合は不可能ですけどね。

回答No.4

ohkawa3

＞オームの法則だと、人の抵抗が5500Ωだとして、1万ボルト流れると1.8Aの電流が流れますが・・・・
スタンガンの場合に付いていえば、スタンガンの内部抵抗が高いので、発生電圧が1万ボルトとしても、1.8Aも電流を流す能力はありません。

発生電圧が1万ボルトとして、平均して10mAの電流の流す能力があるとしたら、実効的な内部抵抗は、10000V÷10mA＝1000kΩに相当します。
人体の抵抗は、皮膚の表面の状態によって大幅に変化しますので、仮に55000Ω、5500Ω、550Ωとしてみましょう。この抵抗に、スタンガンによって電流を流すことを想定した場合、人体に流れる電流は次のように計算できます。
　55000Ωの場合　10000V÷（55000Ω＋1000kΩ）＝9.48mA
　5500Ωの場合　 10000V÷（5500Ω＋1000kΩ）＝9.95mA
　550Ωの場合　　10000V÷（550Ω＋1000kΩ）＝9.99mA

スタンガンのような性質の電源の場合は、人間の皮膚の表面状態にほとんど依存しないで、同様な電気ショックを与えることができると想定されるということです。

回答No.3

kantaro1985

＞詳細くださーい！

よく見ると、質問者様は前回の質問を締め切らない状態のまま、それに関連する今回の質問をされていましたので、ガイドラインに抵触しているのではないかと考えて、前回の質問を締め切られるまでは静観しようと考えていました。

https://project.okwave.jp/utility/prohibition/

なので、前回の質問を締め切られるまでは静観を続けたいと思います。

お礼

すいません、過去のベストアンサーを忘れてました。
ご指摘ありがとうございました

回答No.2

ohkawa3

複数のご質問ですが、最後のスタンガンについて絞って回答します。次のURLに記載されている静電気で人が死なない理由と同様で、スタンガンの発生する電圧は高くても、流せる電流が小さいからです。
https://www.shend-trend.com/post-2578/

このような高電圧・小電流の領域では、人体の抵抗値は流れる電流にほとんど影響を与えません。

補足

ありがとうございます。
オームの法則だと、人の抵抗が5500Ωだとして、1万ボルト流れると1.8Aの電流が流れますが、オームの法則はあくまで電気回路に限った話であり、このような話には関係がないと言うことで良いですよね？

電流は極微小で、流れる時間も短い。また人の抵抗もあるので、さらに流れる電流は少ないってことですね！

回答No.1

kantaro1985

個々の単語の用法は、若干？？という点が無いわけではありませんが、概ね合ってます。

私も今は時間が無いので、詳細は後ほど。

補足

詳細くださーい！