摩擦帯電とは？帯電のメカニズムと静電気との関係を理系ライターがわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。

今回のテーマは帯電だ。冬の乾燥した時期にバチッとくる静電気は帯電が原因で起きている。
帯電と静電気は身近な現象だが、非常に奥深い物理現象の1つだぞ。帯電現象の種類は「摩擦帯電」「剥離帯電」「誘電帯電」「接触帯電」の4つがある。

今回はそれぞれの帯電現象の特徴、さらに帯電を抑える方法を物理に詳しいライターリックと一緒に解説していくぞ。

この記事の目次

解説／桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター／リック

大学院を修了するまで、研究に明け暮れた理系ライター。目の前で起きた現象を深掘りすることが大好きで、化学や物理など幅広く勉強している。現在は化学メーカーで技術職として働きながら、化学や物理の楽しさを発信していく。

冬の静電気は帯電が原因

image by iStockphoto

冬場にパチッとくる静電気。特に冬の乾燥した日は静電気が発生しやすいのは、日常生活を送っていると当たり前に感じますよね。そもそも、静電気が発生するということは、物質が帯電しているということです。今回は、物質がどのように帯電するのか、そして帯電とはどのような現象なのか、解説していきます。

帯電は電子が移動する現象

image by iStockphoto

まず、私たちの身の回りの物質や人間の体は原子でできています。原子は、中心にプラス電荷をもつ陽子と電荷をもたない中性子からなる原子核を持ち、その周りを電子がまわっている構造です。

基本的にそれぞれの物質内では、プラスの原子核とマイナスの電子の電荷量は釣り合っています。そのため、プラスの電荷が偏っていることやマイナスの電荷が偏っていることはありません。

しかし、別々の物体が接触すると、接触面で電子の移動が起こります。別の物体から電子を奪った場合、物体表面の電子量が多くなるので、マイナスに帯電するんです。一方で、電子を取られた物体はプラスに帯電します。

帯電現象は身近なところで起きている！

身近な例として、下敷きを髪の毛に擦りつけた時を考えてみましょう。下敷きを髪の毛に擦りつけたとき、髪表面から下敷き側に電子が移動することで下敷きはマイナスに帯電し、髪はプラスに帯電します。プラスとマイナスは引き合うので、髪の毛は下敷き側に引っ張られるんです。

また、服を脱ぐとき「バチバチ」と静電気が発生する現象も帯電が原因。素材の異なる服同士がこすり合わされることで、片方の繊維に電子が移動するので、一方はマイナスに、もう一方はプラスに帯電します。

次からは帯電の種類を4つ解説していくぞ。

4つの帯電現象をそれぞれ紹介

ここからは、帯電の種類を4つ紹介していきます。帯電現象では「2つの物体が密着すること」「電子の移動が起きること」が重要なポイントです。

＼次のページで「その1.接触帯電」を解説！／

次のページを読む

1 2 3