家電製品による電磁誘導？

質問

電気カーペットの上に座っている子供の肌に触れたところ
ビリビリ感がしました。
詳しく観察したところ、このビリビリ感は50-60Hz くらいの振動感で、
こちらの手が子供の肌に触れている間はずっと続いていました。

電源コードを抜くと消えるのですが、
電源コードを抜かずにスイッチを切っただけでも出るため
交流電源からの電磁誘導か何かではないかと思いました。

ちなみに温熱便座の上でも同じ現象が確認されました。

この現象の正体は何でしょうか。

回答No.4

noname#104477 · ベストアンサー

こんばんは、返事をお待ちしていました。
1番の件は静電誘導で説明できます。つまりビリビリする状態では

コンセントの向かって右（電圧側）→カーペットのプラグ→基板内を通過→ヒーター→カーペット内のスイッチ→コンセントの左側（アース側）‥の閉回路が形成され、ここでスイッチを切ってもヒーターは電圧側に常時繋がっています。またプラグを逆に刺すとスイッチを切った場合ヒーターは電圧側とは切り離されます。

今ヒーターとお子さんは１cmほど離れていますがこれはコンデンサーの両電極を形成していると考えられます。次に床に座っている貴方は地面との間でやはりコンデンサーを形成しています。地面（電気の良導体）は電柱のアース線に繋がっています。

まとめるとコンセントの電圧側→ヒーターとお子さんとで形成するコンデンサー→お父さんと地面とで形成するコンデンサー→地面から電柱のアース電極へ。
という回路が形成され、交流電圧ですからコンデンサー部分は電流が流れ、又実際は絶縁抵抗もあり（軽微な漏電）数十メグオームの抵抗が並列に入っているのと等価になります。以上の閉回路でビリビリと感電する物と思われます。

>>大人が片手で子供の胴体を触ったり‥
これは二人の接触面積が大きくなる結果単位面積の電流は小さくなり神経を刺激するほどではなくなったと考えられ。カラダを通過する電流の総量はむしろ増えるかも知れませんが。
>>大人も一緒にカーペットの上に乗ると反‥
これは貴方も子供さんと同じ条件になり二人の体の電位差がゼロになるため当然電流は流れず感電しない。と考えられます。

２番ですが少し難しいですね
>>床の上にカーペットを置きその上に子供を乗せたときは極性反転で反応が多少変わりました。
多少ですか？予想ではほぼゼロになるかと思ったのですが。次に説明する事と関連があるかもしれません。

>>ところが、PCの前にカーペットを置いた場合は反応がとても強く（前の１０倍以上）、スイッチの入り切りやプラグ反転の差は感じられませんでしたが、プラグを抜いた時には反応が消えました。
　　この部分ですが１番の理由だけでは説明できません。
仮にPCのモニターがCRTだとすると使用している高電圧による電界（数十kHz）が貴方の体→お子さん→カーペットのヒーター→コンセント→配線→電柱のアースと流れ、より強く感じた事が想像できます。仮にこの通りだとするとスイッチを切っても反転しても変化は無いと思います。何故なら高電圧小電流ですからヒーターの電気抵抗による感電電流の軽減は殆んど有り得ず、それはプラグの向きにも無関係と云う事でも有ります。又１番の現象はお子さんの方が電位が高く、PCの件は逆に貴方の方が電位が高くなります。電位の高いPCから静電誘導でお子さん、カーペット、電柱のトランス、アース、というぐあいに流れます。

確認したいのですがPCのモニターはCRTではありませんか？液晶ですとこの現象は？？？？です。
又このビリビリ感は５０ヘルツとは異なるような感じがしませんか？

なお回答に対する自信：なしにしたのはテスターなどで確認出来ていないからです。

補足

詳細なご説明をありがとうございます。
色々と設定を変えてさらに調べたところ、面白い結果が得られました。

まず、基本条件の再確認をいたしました。
PCの前にカーペットを置き、子供を裸足でのせました。
カーペットの外側に大人が立ち、子供の顔を指先でさわると強烈な反応が見られました。これはビリビリ感ではなくブルブル、ザラザラ、といった振動感覚（50-60Hzくらい）です。

そのまま子供をカーペットの上にべったり座らせると、この振動感覚はさらに強まりましたが、逆にカーペットの上に座布団を数枚重ねてその上に子供を立たせてみても、裸足で立っている時と強さは変わりませんでした。

片手で子供の胴体を衣服の上から触れて、もう片方の手で子供の顔や耳を触れると反応は強いままですが、子供の手を握ってもう片方の手で子供の顔や耳を触れると反応は見事に消失しました。

次に、PC側の要因をあたってみました。
PCの画面はCRTではなく液晶ですが、まず画面だけを消しても、PC本体をOffにしても、さらにPCの電源コードをはずしても、反応は強いままでした。

PC自体が犯人ではないことが分かり、次に部屋の条件を調べました。
PCが畳の部屋にあるため、床材の違いをみるために、別の畳の部屋と、木の床の部屋で比べましたが、どちらも反応は弱く、プラグ極性反転差が微弱ですがみられました。
このことから、問題は床材の違いではなく、PCが置いてある部屋自体の問題であることがわかりました。

PCのある部屋は電源取入れが困難なため、PCが置いてある場所と反対側の壁から延長コードを頭上に張って部屋を横断させており、しかも頭上にぶら下がり式の蛍光灯があります。いずれも床上190cmのところにあります。カーペットもこの延長コードから電源をとっていました。つまり、延長コードとカーペットに上下をはさまれる形になっていて、両者が同一回路上にあったわけです。

そこで、カーペットの位置を変えずに、別の延長コードにつなぎ変えたところ、反応が激減したのです。
この時使った差込口は、先の延長コードと同じソケットであり、しかも頭上横断コードははずさずにそのままの状態でした。
この状態では、カーペットのスイッチを入れた時だけ、中等度の反応が出ました。
カーペットのスイッチが切れた状態での反応は、他の部屋で見たときと同等でした。

頭上を横断する延長コードは危ないと判断し、早速これをはずし、部屋の隅を這い回す形に引きなおし、今度は大丈夫だろうと再度実験しました。
最初と同じように、PCと同じテーブルタップ（個別スイッチつき６口）にカーペットをつなぎ直したところ、再び強烈な反応が．．．
最初と全く同じ状態でした。

1.　これらはすべて静電誘導で説明できるものでしょうか。
2.　これは電磁場強度の高い環境におかれているということですよね。
3.　だとしたら、これをシールドする方法は何かございますか。

回答No.7

noname#104477

No.6です。

>初回にご回答いただいたとおりの閉回路形成で説明できそうでした‥
実はmqmさんの観察の中で
>座布団を数枚重ねてその上に子供を立たせてみても、裸足で立っている時と強さは変わりませんでした。

という部分が閉回路の理論で説明できるかどうか‥疑問です。
しかしこれ程綿密な観察がお出来になる方ですからテスターが一つ有ればきっと納得出来る答えが見つかるかと思います。
良い機会です、是非原因を解明してください。

お礼

長期にわたりご親切なフォローをいただき感謝します。
座布団の件も含めて解明する機会を設けようと思います。

回答No.6

noname#104477

実に詳しく観察なさっており敬服致しました。
それにしても実に不思議ですね。

>座布団を数枚重ねてその上に子供を立たせてみても、裸足で立っている時と強さは変わりませんでした。

これが不思議その１‥これだけを聞くとカーペットは無関係に思いますが、しかしお子さんを横に寝かせた時はより強烈なのですよね。

>さらにPCの電源コードをはずしても、反応は強いままでした。
これも不思議その２

ここでPCのコードはコンセント側を抜きましたか？もしも本体側だけですとアダプター内のインバーター部分は作動している訳で数十kHzの漏洩電流によりカーペット側に影響を与える事も僅かですが考えられます。

>カーペットの位置を変えずに、別の延長コードにつなぎ変えたところ、反応が激減したのです。
不思議その３

単純に考えればコードの絶縁不良ですが、でもまさか。
この場合PCのアダプターは通電していますか？切れているのと違います？別の延長コードを云々‥と云う事はアダプターは通電していないのでは？

このような現象の場合大地に対して誰が高電位なのか、貴方かお子さんか？と云う事から調べると良いかもしれません。方法ですが貴方とお子さんを交互に大地アースをとってみて同じ実験をします。
具体的にはアース棒を地中に打ち込み、アース線を１０センチ位むいて、そこを貴方がしっかり持ち、お子さんを触る。これでビリビリするならお子さんが高電位になっている訳です。

又逆にお子さんをアースして貴方が触った時にビリビリすれば貴方が高電位なのです。
原因は‥‥ウ～ン、アダプターかなあ？

確認事項ですが
１、その時アダプターは元から抜きましたか、それともPC側でしたか？

２、アースをとり、二人のカラダを交互に大地と同電電位にして実験をしてみる→どの条件の時にビリビリするか？

３、テスターをお持ちでしたらAC120ボルトレンジでご自分、お子さんとそれぞれ窓のサッシのネジ部分など（擬似アース）との間の電位差を計って大きな数値を示したほうが高電位と言う事です。

４、別な観点ですが太陽光発電システムは利用していませんか？
あれはインバーター内臓ですからパルス状の波形がいたずらしているとも考えられなくは有りませんが、しかし晴れた昼だけですが。

５、これは最後の手段、力技ですが（不本意でしょうが）発生源を突き止める意味でビリビリ中に分電盤内の分岐ブレーカー（沢山ある小さいやつ）を順番に切ってみる。又は関連回路だけ残してその時作動している電気器具を確認する。
仮に全部切っても同じなら原因は外部に有る訳ですが、でもまさか。

お礼

長いことお世話になっております。
さらに実験を重ね、ようやく答えが出たようです。
延長コードに外部スイッチを付けたし、外部スイッチは分解して回路が切断される側を確認し、プラグ反転をコンセント、延長コード端、外部スイッチ後の３箇所で行ない、各順列、組み合わせを検討したところ、初回にご回答いただいたとおりの閉回路形成で説明できそうでした。
部屋によって差がでる現象は、コンセントの左側がアースであったりなかったりとばらつきがあるためのように思えました。
テーブルタップを介した時の反応強度の差異は閉回路形成だけではまだすべて説明できませんが、いずれテスターを入手して調べてみようと思います。
どうもありがとうございました。

補足

ご指導ありがとうございます。
実験を進めました。

>
> 確認事項ですが
> １、その時アダプターは元から抜きましたか、それともPC側でしたか？
>

元から抜きました。
ちなみに、PCと同じテーブルタップからルータや周辺機器へも配電しており、
一部はACアダプタを使用していたため、それらをすべてはずしてみましたが変化はありませんでした。
さらに、テーブルタップが犯人かもしれないと思い、それもはずして上流から延長コードにつないでみても反応が出たため、PC、周辺機器、テーブルタップの要因ではないことがわかりました。

> ２、アースをとり、二人のカラダを交互に大地と同電電位にして実験をしてみる
> →どの条件の時にビリビリするか？
>

擬似アース実験の結果は、カーペットの上にいる者が高電位でした。
興味深いことに、カーペットの上に立って擬似アースである窓のサッシを触ってもビリビリ感がほとんど感じられないのです。
指先のごく一点だけでもわからず、指の背をそっと当てたときにだけ、かろうじて分かるかどうか、というくらい微妙なものでした。
テスターで定量化できずに残念です。

> ３、テスターをお持ちでしたらAC120ボルトレンジでご自分、お子さんとそれぞ
> れ窓のサッシのネジ部分など（擬似アース）との間の電位差を計って大きな数値
> を示したほうが高電位と言う事です。
>
テスターがありません

> ４、別な観点ですが太陽光発電システムは利用していませんか？

いいえ

>
> ５、これは最後の手段、力技ですが（不本意でしょうが）発生源を突き止める意
> 味でビリビリ中に分電盤内の分岐ブレーカー（沢山ある小さいやつ）を順番に
> 切ってみる。又は関連回路だけ残してその時作動している電気器具を確認する。
> 仮に全部切っても同じなら原因は外部に有る訳ですが、でもまさか。
>

この段階の下準備として、各ブレーカーの支配領域を調べ、
コンセントは東側と西側の２系統があることがわかりました。
また、西側は反応がとても弱く電源を入れないと感知できないほどであったのに、東側は電源を切った状態で反応強度が４+、
電源を入れると２+に弱まるという不思議な現象を確認しました。

同一系統内での使用機器の影響等を含め、
さらに時間をかけて条件探しをして、ご報告したいと思いますのでよろしくお願いいたします。

回答No.5

imoriimori

単なる参考情報です。回答ではありません。

神経を刺激する電流は
商用交流で最小感知電流は1mAとされています。（ＭＥの基礎知識と安全管理、南江堂、page 69、その他多くの資料により）
高周波ではもっと高い電流まで感知されることはありません、例えば30kHzでは60mA以内であれば安全であるとされます（http://catedra-coitt.euitt.upm.es/web_salud_medioamb/normativas/ieee/C95.1.pdfのpage6下段の表　など）。

運悪く神経付近の局所に集中すれば以上の電流より低い値で神経刺激することは十分あるはずですが（これはこれで電流密度という安全基準が別にあります）、電磁誘導や静電誘導であれば電流は比較的広範囲に分布するはずですので上記を規準に考えても良いかと思われます。

静電誘導についてですが、
０．３平方メートル、間隔１ｃｍの平行平板電極として間に空気があるとすると静電容量は270pFです。電源－空気－人体－空気－大地　というような系ですと、人体と電源や大地との間の静電容量はどのくらいかは体位等にもよりますが、平行平板よりはだいぶ小さい静電容量でしょう。１００ｐＦと仮定しても、インピーダンスは50Hzで32MΩ、１００Ｖだと３μＡで、この程度で神経刺激を起こすというのはなかなか難しそうに感じられます。

（いずれにしましても、容易に考え得る状況においては神経刺激を起こさないという安全基準に沿って機器は設計され検査され販売承認を受けているはずですから、本件はわりと特異な状況で起きている問題ではないかと。。。。）

回答No.3

noname#104477

家電屋です、考えてみたのですが漏電というよりは静電誘導では有りませんか？

確認したい事が有ります。

１、子供さんはカーペットの上でも貴方はカーペット以外の、例えば床、畳などでは有りませんでしたか？

２、スイッチを切っても同じとのことですが刺しこみプラグを逆に刺して同様の事を試してください。

何か変化があったらお返事ください、詳しい原理を説明しますので。

補足

ご回答ありがとうございます。
本日実験をしてみました。

１．　子供はカーペットの上で大人は床の上でした。大人が片手で子供の胴体を触ったり、大人も一緒にカーペットの上に乗ると反応は消えました。

２．　スイッチを切った状態でのプラグ反転効果は興味深かったです。床の上にカーペットを置きその上に子供を乗せたときは極性反転で反応が多少変わりました。
ところが、PCの前にカーペットを置いた場合は反応がとても強く（前の１０倍以上）、スイッチの入り切りやプラグ反転の差は感じられませんでしたが、プラグを抜いた時には反応が消えました。

これが静電誘導でしょうか。

回答No.2

imoriimori

あらためまして。
「あくまで電気現象としてどのように説明づけができるのかということ」
→先の回答において「電磁誘導では説明しにくい。感電なら説明できる。感電したとすれば、それは漏電などの異常事態があれば説明できる。」ということを記したつもりでした。
感電や漏電以外に無いかと言われればあるかもしれません。

付記すれば
（１）電磁誘導であれば触っていてもいなくても、電流からの距離だけの関数です。触っていてだけ感じると言うことなので、この点でも電磁誘導は考えにくくなります。
（２）触ってはじめて感じると言うことであれば、電磁誘導だけでなく静電誘導も排除されることになります。ということは、残るのは感電しか思い当たりません。なお、衣服を着ていても感電します。

回答No.1

imoriimori

家電製品の近くで人体内に50/60Hzの電磁誘導が発生するのは間違いない話ですが、しかしそれは神経を刺激するレベルよりも何桁も下です。そうでなければそのような製品は安全上の問題があり販売が許可されることはありません。
そのレベルを超えて電磁誘導が発生しているということになると、それは異常に巨大な交流電流がその製品に流れていることになり、そこまで巨大な電流が流れると回路のどこかが焼き切れるはずです。
ということで、電磁誘導は考えにくいのですが、ならばびりびり感がどこから来るかということになります。
考えやすいのは電気カーペットが漏電しているということですが、別のもの（温熱便座）でもとなると、うーん。配電部のどこかで漏電しているとか。
いずれにせよ、どうも正常な状態ではないと思うので、一度電気屋さんにチェックしてもらったほうがいいかと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
漏電なら感電しているはずですし、衣服を着た状態での複数の家電製品での観察ですので、普遍的な現象ではないかと思ったしだいです。
この質問は故障相談ではなく、あくまで電気現象としてどのように説明づけができるのかということですのでよろしくお願いいたします。