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高電圧?高電流?何が人体にとって危険の説明が分からない。
また、ヒューズなどの説明でも電圧はアークを気にする場合であり、基本的には気にする必要がないとも聞きました。

良く、高電圧ではなく、高電流が流れると危険と聞きます。
その時、
・P=VI
・E=RI
より変形代入して、
P=RI^2 抵抗が一定の場合、電流が大きくなれば危険だと説明を受けました。

しかし、Iを消す感じでやってみると、
P=(E^2)/R となり電圧が高ければ高いほど危険となりそうなのですが、何か理解を間違っていますでしょうか?

●質問者: 匿名質問者
●カテゴリ:科学・統計資料
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 4/4件

▽最新の回答へ

1 ● 匿名回答1号

冬場に鍵を車に突っ込んだときに発生する静電気は、3000Vですが、人は死にません。
問題は電流と電流が流れる場所です。


匿名質問者さんのコメント
回答いただきありがとうございます。 私が変換した式では、P=(E^2)/Rとなりかなり危険に思うわけです。 また、ヒューズなどの説明でも良いのですが、電圧ではなく電流が重要な値になっていますが、Pはジュール熱となる為、電圧の二乗に応じて熱が発生すると理解できるわけです。

2 ● 匿名回答3号

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%8A%9B
にあるとおり式変形は間違えていません。(vとeで変数名が違ってるだけで内容はすべて同じ)
電流量が少ないとされる静電気のなかでも雷レベルになると人は死にますから、高電圧は平気ということではありません。

ただ電圧は心臓機能や神経に悪影響をあたえるということが直感的に一人歩きしがちだから電流にも注意喚起してるだけでは。
Iを消すのはRとEが一定なら算出できるからということでしょうが、実際はおかしいいことになる場合もあります。というのは、人体や雷(大気)などは電流の流れ始めと終わりでは、抵抗Rが一定ではないし、そうすると電流Iも一定でなくなるからです。高電流と高電圧両方そろえば確実に危ない。(たとえば人体だと、ジュール熱で炭化し、もっと良導体になってしまいますね)

しかし、高電圧(静電気)はバチンと音がしたり通常流れない場所に電流が流れるから直感的にあぶないと考えられがちですが、実は静電気では微電流でありそれほど害はない。
ということをいうために「(高電圧では通常流れない人体などにも高電流が流れ始める可能性があるがすぐに電荷が払底すればそれだけですむ。さらに)高電流が流れ(つづけ)てしまうと危ない」
という二段構えのうち、前半が良く知られているから後段のみが確認するかのようにいいつたえられているだけです。


匿名質問者さんのコメント
とても分かりやすい回答いただきありがとうございます! ヒューズが電流のみで記載(実際にはアークの関係があり電圧表記もあるが、電圧が規定範囲内であれば無視出来る)されていますが、これはどのように説明できるのでしょうか? ネットで見かけた説明では、P=RI^2から電圧に寄らず基本的にはIが問題になる。電圧は関係ないという話を読みました。初めは納得していたのですが、式変形するとこの説明では不十分に感じています。

匿名回答3号さんのコメント
まずヒューズってアンペアできめられた定流電源に対して使われるものだからでしょうね。家庭用4アンペアヒューズとかいろいろ種類がありますね。 逆に定電圧ヒューズも創れるっていうか各家庭用機器の内部にあるとおもいますけど。

匿名回答3号さんのコメント
つまり電力会社とは電圧よりアンペア数で契約するから、アンペアを制限する装置であるヒューズが家庭にあるということです。

匿名質問者さんのコメント
コメントありがとうございます。 定電圧ヒューズについてググってみたのですが、存在しないようです。 身近ですと、ソーラーパネルなどの電気を、三端子レギュレータなどで変換したりするので、これが壊れた時などあっても良さそうな気もしたのですが無さそうでした。 ただ、回路に入れると、Rはほぼゼロで電圧が発生しませんので、どういった用途で必要になるかはちょっと思いつかないところがありますが、それでも、何か私の思いつかない用途で存在していてもいい気がしますね。

匿名回答3号さんのコメント
http://q.hatena.ne.jp/1286005030#a1040751 基本的なヒューズは熱に弱いだけのよく電気を流す電線ですからね。 電圧を制限する場合は、ヒューズという形ではなく、何らかの回路とか素子(抵抗の一種でもありますが)が電圧に耐えないのに電圧が来る場合(つまりアンテナへの落雷など)を想定するのでしょう。その場合、逆にいつもは電流の流れない大きな抵抗の電線があって、大きな電圧がきたときだけ「素通し」することで内部の素子を守るのでは。

匿名回答3号さんのコメント
電気学やったのはだいぶ前ですけど(^^;)コンピューターのアダプターってアース線がかならずついてますもんね。さんたんしれぎゅれーた…?(ググルの面倒なのですみません)

匿名質問者さんのコメント
実は、最近、太陽電池を買ってマイコンを習い始めて、ヒューズってなんだっけ?と昔習った知識をフル稼働しているのです。どこで、ふとみんななんで電流ばかり気にしないんだろ?また、50mA以上人体に流れると危険など聞くが電圧はいいの?と思ったりしているわけです。

匿名回答3号さんのコメント
世の中にあるものはすべて誘電体(=絶縁体)でもあり、同時に高電圧に対しては良導体でもあります。その挙動はひとえに電源の電圧が絶縁という敷居を越えられるかどうかにかかっています。静電気ビリッてのも空気という絶縁体に包まれている私たちがドアノブへ自分から近づいて絶縁を薄くすることで電圧が敷居をのりこえてきて絶縁が破られるわけです。空気は絶縁体とされていますが雷にとっては水滴のうかんだ空気さえ良導体です。 「電流量に気をつけろ」の前提として「万が一電圧が高まって絶縁が破られてしまったら」というのが省略されております。絶縁が絶対に保たれる状況ならそもそも電流量がどうとかを気にしなくていいわけです。逆に漏電してたら大騒ぎですし。つまり頭上に高圧電線があっても雷ほど怖がらなくてすむのは、碍子とか分厚いビニールでしっかり絶縁されているからですね。 なお絶縁を保つために密閉型の電気機器の内部にはしばしばSF6というガス(いちおう毒)が封入されています。アーク放電(大気への通電)による火災を防止するためです。となると筐体だの基盤が定圧ヒューズだ!といえるかもしれません。

匿名質問者さんのコメント
質問の仕方が悪く、人体とヒューズの説明が混同した形になっておりました。すみません。 両者は別個の質問としてみて頂ければたすかります。 実は、ヒューズと遮断機の違いみたいなのを調べていた時だと思うのですが、六フッ化硫黄は確かアークの消滅(消弧)に使われていたと思います。ガス式遮断器だったかな。こういったアークの発生する例外を除き、ヒューズで重要なのは電圧よりも電流だと聞いたのです。ですので、例えば、定格750V・1Aのヒューズを12Vや1000Vで使っても問題ないと聞きます。その時の説明としては、ヒューズが切れる際には電流が関係しアークが発生し回路が切れないという特殊な状況ではない限り、基本的には気にする必要がないという説明でした。式で表すとP=I^2Rなので電流のみが問題になるという話しでした。 しかし、その後私なりに変形したところP=E^2/Rとなり、回路によっては電圧が重要になることもあるんじゃないのか?と思ったりもした訳なのです。

匿名回答3号さんのコメント
一応いっておくと定格750V・1Aのヒューズを「12Vや1000Vで」使っても問題ないの前後になにか(回路とか)が省略されているはずなのでそれが正しいか、あなたの式変形が有効かどうかは私には判断できません。以下は不完全かもしれないけど、こうじゃないかなというのはあります。 ヒューズの設置される回路が他の負荷に対して常に直列だから(そうでないと他への電流を遮断できない)という前提でしょうね。となると電圧は直列の負荷にそれぞれ分配されるのでやはり電流から考えなければなりませんね。あなたの式のEはRとしてヒューズのものだけではなく同時につないでいるドライヤーや電子レンジなどの抵抗値をいちいち計算にいれなければ正しく算出できません。それはは面倒だから常にIだけで考えるということでしょう。http://blog.livedoor.jp/veritedesu/archives/1898964.html

匿名質問者さんのコメント
つまり、多くの回路ではヒューズの抵抗は回路全体から見るとほぼ無視できる程度である為、分圧はほぼゼロ。その為、大切なことは電流のみになるという解釈でしょうかね? しかし、電流を制限し、大きな電圧の掛かる回路(ちょっと思いつきませんが)はこの仮定の範囲外になると言うことでしょうかね?

3 ● 匿名回答4号

電圧が高くても,抵抗が大きければ電流は流れません。

その場合,Eが大きくても,Rがもっと大きいので

P=(E^2)/R

の分母が大きくなり,分子と相殺して
Pも大きくならない。

だから危険ではないのです。


匿名質問者さんのコメント
回答いただきありがとうございます。 Rが一定の場合、電圧が大きくなればPは大きくなる為、危険なケースも起こりえると思うのです。

匿名回答4号さんのコメント
うーん・・・。 だとすると,質問文にある理解で合っていると思います。 >「P=(E^2)/R となり電圧が高ければ高いほど危険」 ちょっと言い換えると >「P=(E^2)/R となり電圧が高ければ高いほど,電流も高くなるので危険」 電流も高くなるので というところがミソですね。

匿名質問者さんのコメント
確かに、それでは死んでしまいますね。 しかし、電力が一定の場合、 P(電力)=VIですので 変圧器などを駆使すると電流小さくして電圧のみ高くすることも、また、その逆も出来ると思うのです。 寧ろ、電圧が高ければ電流は流れず、電流が高くなれば電圧は低くなると思うわけです。

4 ● 匿名回答5号

> 抵抗が一定の場合、電流が大きくなれば危険だと説明を受けました
どこで受けた説明なのかがわかりませんが、人体を電流が流れない状態ならば、抵抗が一定であろうと、変動しようと、電流が大きくても、端子間電圧が高くても、ほとんど危険性はないです。

> ヒューズなどの説明でも電圧はアークを気にする場合であり、基本的には気にする必要がないとも聞きました。
大電流の流れている切断スィッチを切るときにはアークの発生があるので、それを配慮した回路や部品を使うこともありますが、アークの発生が人体に悪影響を及ぼすことは通常の回路ではあり得ないです。

> 高電圧?高電流?何が人体にとって危険の説明が分からない。
静電気の場合、通常は電気容量が小さいので、静電気放電が人体に電流を流すことがあっても危険が高いとはいえません。 高電圧の静電気が溜まっているのは人体の外であり、静電気が人体を経由して放電する場合、人体の内部を通過する電気はごく微量だからです。

人体にとっての安全性に関して、臨床工学技士国家試験の安全管理では次のような説明をしています。
だいたいは人体のある部分を通過する電流量で何かを限界と書いています。
http://www.eonet.ne.jp/~hidarite/ce/anzen01.html
これは実務で、とりあえず何かを基準にしなければならないという事情から示されているものと考えた方がイイです。
E=IRのような式は、電流回路の電流通過部分のトータル電気抵抗と、測定端子二極の端子間電圧と、その端子を通過する電流を測ったものの関係式です。
人体などの物体は回路的には単純な線ではなくて、複雑な内部構造をもつ大きな三次元の立体です。人体への影響は、電流の流れる部位、そこを流れる電流量、時間(結果としての電力量)、電流の向きやタイミングなどでずいぶん違います。
電気メスなどで手術をする場合は、焼き切るという手法です。心臓ペースメーカーで心臓の動きを制御する場合は、心筋を刺激する電圧と電流がポイントです。 数ボルトの電池でも、直流電流を広い範囲を覆う皮膚表面電極と狭い範囲につける皮膚表面電極で数十分?2時間程度印加すると体液が電気分解して一方の極にアルカリ反応を起こし、そのアルカリ物質が狭い領域に集積すると完全に肉がただれます。街中で見かけるAEDのような装置は高圧でかつ大電流を身体に流しますが、救命・心蘇生という主目的は達し、その他の悪影響が身体に起きないようにコントロールしています。
細かいことを言い出すと、非常に複雑に絡み合っているので、なにがどうなって危険なのかはいえません。
http://www.toraphy.org/topics/safe.php
実際には、
? 電圧が高ければ高いほど危険となりそう
? 電流が大きければ大きいほど危険になりそう
❶ 電圧が低いからといって安全とは限らない
❷ 電流が僅かだからといって安全とは限らない
電気の取扱には注意しましょう。
しかし、電気の扱いに恐怖をもっても得なことはなくて、かえって生活を拘束し心理生活面共に良くない。

むやみと商用電源からでるラインに触らない。12vのような電圧でも自動車用バッテリーから無制限にでる電流回路をショートさせたり、電流を流したまま回路を切ったりしない。電流は少なくてもスタンガンのようなもの、数百Vあるコンデンサの端子を触らない、1.5vの乾電池電源でも人体に電流を何分間も流すようなことはしない、粘膜のようなところには1.5Vでも1.3Vでも印加しない。 インバータ回路には触らない、電力を使っている高周波回路には触れない など、極く普通の注意をすれば十分だと思います。


匿名質問者さんのコメント
とても詳しい説明頂きありがとうございます!! また、質問で、人体への影響とヒューズについて混同した感じの質問になっておりすみません。 この2つの話しは一応別に考えております。ただ、紹介して頂いたURLによりますとやけどなどについては片方ではなくP(ワット)、つまり、ジュール熱が重要となるようですね。 人体の方については、低周波若しくは直流を想定しております。この場合の説明を見ると、電圧の表記はなく単に電流のみ表示(紹介して頂いたURL)してあり、電圧についてはどうなっているのだろうと思うところがあるのです。 また、ヒューズにつきましては、定格750V・1Aのヒューズを12Vや1000Vで使っても問題ないと聞きます。その時の説明としては、ヒューズが切れる際には電流が関係しアークが発生し回路が切れないという特殊な状況ではない限り、基本的には気にする必要がないという説明でした。式で表すとP=I^2Rなので電流のみが問題になるという話しでした。 しかし、その後私なりに変形したところP=E^2/Rとなり、回路によっては電圧が重要になることもあるんじゃないのか?と思ったりもした訳なのです。

匿名質問者さんのコメント
P(ワット)ではありませんね。電力の間違いです。訂正致します。
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