はく検電器での疑問、、

質問

大学で工学部で学んでいるので電磁気学は多少学んでいます、、。

簡単に書きますが、
高校の物理の教科書に出てくる内容についての疑問です。

次の内容が物理Iの教科書にあります。
（1）検電器に負に帯電したエボナイト棒を近づけると、検電器の金属円板は正に帯電します。
その状態で人間が円板に指を当てると負の電荷が人間に流れ込むということです。それにより、検電器は正に帯電する
（2）他にも、負に帯電したエボナイト棒を近づけ、金属円板に接触させると、検電器にエボナイト棒から負の電荷が流れ込み、検電器は全体的に負に帯電する。

（１）も（２）も、何に帯電するかなど、そういったことは理解できます。
私の疑問は、、

まず、高校生の実験で行うようなものなのでエボナイト棒に帯電する電荷の量はそう多くは無いはずです。
エボナイト棒は不導体（絶縁体）ですし、
人の体も体内は水ですが、低い電位差に対しては電気が通りにくいと私は認識しています。

（１）の様に指で触っても、（２）の様にエボナイト棒を円板に当てても、（極々微量の電荷量を除いては）電荷の移動は無いように思います。

物理Iの教科書にあるように、（１）では、指を当てただけであたかもアースをとったかの様な現象が、
（２）では、エボナイト棒があたかも金属であるかのような現象が起こるのでしょうか?

詳しく理解されていて、同レベルで話の出来る方のご回答をお待ちしています。
よろしくお願いします。

回答No.2

kenojisan · ベストアンサー

理学系の人間ですが、電気が専門では無いです。
まず(1)の件ですが、
この実験で蓄積されている静電気量がどの程度か分かりませんが、電気回路などで使われる比較的大きなコンデンサーで1mF程度ですから、100Vで1mFのコンデンサーを蓄電した電気量＝0.1C程度以下と考えて、そうおかしくはないでしょう。人体の抵抗って意外と小さくて、数kオーム程度です。試しに人体の抵抗を10kオーム、検電気の容量を1mFとして、微分方程式を作ってみると
-10^4*dc/dt=c/10^-3
となって、検電気の電気量Cは
C=exp(-10^6*t)となり、数マイクロ秒で溜まっていた電気は1/10以下に減ってしまいます。手で触ることが、ほぼアースのようになることがお分かりいただけたでしょうか？
次に(2)の件ですが、静電気についてあまり詳しくは無いのですが、ほぼ物質の表面に存在すると考えて良いと思います。ですから、物質内が電気を通さない絶縁体であっても、静電気の移動は比較的簡単に起こるでしょう。しかも、静電気の帯電による電圧は簡単にkV程度になるようなので、電荷の移動はさらに容易ですよね。

回答No.1

kan3

1）も２）も微量の電荷で済んでしまうと考えれば良いと思います。