地中は絶縁体？

質問

電気の接地でアース(金属棒を地中深くに埋める)をとっていると思いますが、アマチュア無線の本で地中は絶縁体という記載になっていました。
普通に考えると地中は絶縁体だと私は思っていますが、私が何かカンチガイしているのでしょうか？

地中深くに金属棒を埋めるというのが、地中深くには水分があるため、それで電気が逃げる？
ただ、金属棒を埋める深さも確か目安があったような気がするのですが、どのように理解したら良いのでしょうか。

回答No.5

rabbit_cat · ベストアンサー

標準大地の抵抗率は、100Ωmくらいです。
大地で１辺１ｍの立方体を作ると、１００Ωくらいということです。
結構よく電気を通すと思ってよいです。

以下のＵＲＬを参考に。
http://www.sankosha.co.jp/technical/earth/daititeikou.html
http://www.wlp.co.jp/file/e2_1_6_settiteikou.htm

お礼

ご回答ありがとうございます。
参考になります。
アースも意外に奥の深いものだと感心してしまいました。

回答No.4

pribaoutki

私も具体的データを知らないのでイメージだけで語りますが・・・
確かに土は一般に電気の良導体ではありません。
しかし完全に絶縁体だったら、トンネルの中でもラジオが聴けて携帯電話がつながるでしょう。

無線の本を読まれたのなら、「カウンターポイズ」という言葉をご存知かも知れません。
乾燥した土地ではアースは抵抗が大きくて機能しないので、代わりにワイヤーを地面の上を這うように張り巡らせる方法です。

逆に言うと、地面にある程度の湿気があればアースは機能するわけです。
アースに流れ込んだ電流の経路を思い描いてください。
あくまで極論ですが、アース棒から流れ出た電流は四方八方に拡散すると考えれば、距離の2乗に比例して電流経路の断面積が大きくなり、抵抗値が下がります。
電流は地下水脈（もしあれば）やマントルにまでも達し、抵抗値を下げるのに寄与するかも知れません。（マントルまでアースを掘る必要はないのです）
アース棒の表面積さえ十分取れば、低い抵抗値が得られることがイメージできるのではないでしょうか？

ただし「導体内部の電荷はゼロ」という法則がありますから、地球内部は電荷を蓄えることはできません。電流は最終的には地表に流れ出ます。
地球はひとつの巨大な球形コンデンサ（相手の極は無限遠にあると見なす）で、その容量はおよそ1F(ファラッド)と言われます。
これは大きな値ですが、無限大と見なせるほど巨大な値ではありません。
アースに電流が流れ込むとき、大きな回路が形成されていて、どこか別のアース（柱上変圧器など）から同量の電流が流れ出していると考えたほうが良さそうです。
すると電流は拡散するとはいえ、ある方向性を持って流れるわけで、「距離の2乗に比例して抵抗値が下がる」は大げさです。

No.1「お礼」より
> 洗濯機などの家電製品のアースは人体の感電を防ぐためのものであることから、相当抵抗値は低くないといけないと思いますが。
漏電を検出できるようにアースを取ってある、と考えたほうが良いと思います。
人間が触れる前に漏電ブレーカーが落ちていて欲しいわけです。

〔余談〕
有線電信（モールス信号）の時代、電信柱（文字通りの意味で！）が林立していました。
普通は電線は行き帰りの2本必要ですが、節約のために片方はアースで代用していました。
はるか遠くの電磁石を動かすほどの電流を地中に流せたとは驚きです。

お礼

色々とご回答頂きありがとうございます。

なるほど、おかげさまでイメージ的にはつかめてきました。
電気工事士の勉強をすると分かるのか？不明ですが、
アース棒を地中に埋める工事でどのくらいの深さまで
埋める必要があるのかというのは何の法律で規定されているか
ご存知ありましたらご教示のほどよろしくお願いいたします。
アース棒が地表に出ないくらいで良い？アース棒の長さの規定など。

回答No.3

sanori

定量的なことは知りません。
悪しからず。

回答No.2

sanori

こんばんは。

電気抵抗の式
抵抗　＝　抵抗率　×　導線の長さ　÷　導線の太さ（断面積）
はご存知でしょうか？

たしかに、少し土を掘って手に取ったとき、その土は、ほぼ絶縁体です。
上記の式における抵抗率が、非常に大きいことに相当します。

ところが、地面全体を考えると、上記の式の中の「導線の太さ」がやたらと大きいのです。
アースを差した所からどれぐらいの距離までの地表を「実質的な太さ」とするかは難しいところですが、
とにかく、アースに関しては「やたらと太い導線」というイメージをすればよいですよ。

以上、ご参考になりましたら幸いです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞ところが、地面全体を考えると、上記の式の中の「導線の太さ」がやたらと大きいのです。
　→導線は不純物の割合が非常少ないため、イメージしやすいですが
下記のとおり場合によっては結構な抵抗値をもつのではないでしょうか？
＞アースを差した所からどれぐらいの距離までの地表を「実質的な太さ」とするかは難しいところですが、
　→大雑把に言えばイメージはわきますが、ホントに？という疑問は拭えません。もし、アース棒からの距離で抵抗値が異なる場合、日々抵抗値が異なるため、場合によってはアースしていても取れていないことも
あると解釈できるのですが、そんなに曖昧なものなのでしょうか？

さらにいうと、昔のタンクローリーは積載している油がタンク内で発生する静電気によって着火しないように、鎖を道路(アスファルト？)にひきづって走っていたと聞いたことがあります。
今では、タイヤ(金属を混ぜてるのか？)からアースされると聞いたことがありそんなことでアースできているのでしょうか？

回答No.1

x530

・地表面直下には水分が存在し、様々な物質が溶解しイオン化しているので、電気を通します。
・地核の下のマントルは、高温でイオン化した岩石ですから電気を通します。
・地球の中心部の成分は、主に鉄やニッケルですから電気を通します。
したがって、地球は導体です。

蛇足ながら、地球の中心の鉄やニッケルに電流が流れることにより、地磁気は発生しています。

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞・地表面直下には水分が存在し、様々な物質が溶解しイオン化しているので、電気を通します。
　→水分が出てくるまでには、場所によって相当深く掘らないとでないと思いますが、アースを取るそんなに深く掘らないと思いますがいかがでしょうか？　それとも地表にある土が電気を通すということでしょうか？洗濯機などの家電製品のアースは人体の感電を防ぐためのものであることから、相当抵抗値は低くないといけないと思いますが。
(人体の抵抗値は、乾燥状態で500オーム程度と聞いてますが、地表にある土はもっと低いということでしょうか？)

＞・地核の下のマントルは、高温でイオン化した岩石ですから電気を通します。
　→マントルってどこまで深いんでしょうか？
　家庭で掘るアースはそんなところまで掘らないと思うのですが。。

＞・地球の中心部の成分は、主に鉄やニッケルですから電気を通します。
　→上記と同様。

私の解釈が間違えておりましたらご指摘のほどよろしくお願いいたします。