質問: アースされた電気の行く末は? 避雷針にしても家電製品にしても化学工場(と限らないが)にしてもアースということを言います。正しいか否か存じませんが電気(電子?)を大地に導くのだと思います。この導かれた電気の行く末はどうなるのですか。 大地に触れても感電しません。大地は日々、帯電の度合いを増しているが容量が大きいので事実上、電気的に中性なのか。アースされた電気はその後、何かの事情で中性化するのか。それとも別に理由があって、こういう質問はナンセンスなのか。こんな疑問をもっています。 よろしくお願いします。
回答: sono-higurashiさん、こんにちは。 基本的に、この場合の「電気」は、マイナスの電気の場合は「電子」、プラスの電気の場合は、「電子の不足」です。 具体的には原子核の中の陽子は正の電荷を持つので、原子核の中の陽子の総数と、その付近の電子の総数がアンバランスだと、正負どちらかに帯電した状態になります。原子核のほうは普通は動かず、電子がよく動きます。 アースすると、機械が負に帯電している場合は、電子が大地に逃げて行き、逆に正に帯電している場合は、大地から電子が吸収され、最終的には機械の中の電荷がトータルで見て中性になります。 > この導かれた電気の行く末はどうなるのですか。 アースして、電子が大地に吸収された場合、その電子は地球の中にいますが、できるだけ広がろうとします。なぜなら電子同士は同じ負の電荷をもつので反発するからです。 また、ano.1さんのご回答にもあるように、とくに電位の高いところがあれば、そこに集まり、トータルで均等になるようになります。 しかし、いずれにしても、地球はとても大きいので、地球全体の状態としては、少しぐらいのアースで電子が入っていっても、殆ど変化しません。 それに、別のところに、アースで電子を吸収する機械があれば、そこに入っていくこともあるでしょう。 > 大地は日々、帯電の度合いを増しているが容量が大きいので事実上、電気的に中性なのか。 電気には正負の両方があり、地球がそのどちらかにどんどん帯電してしまうということはありません。 なぜなら、ある機械が余分な電子をもち負に帯電していたということは、別のどこかで電子を失っている機械か何かが存在していたことになるからです。なぜなら、元々物質は正負の電荷をちょうど同じだけもっているからです。 どこかの機械でアースして電子を地球に逃がしていたということは、別のどこかで、地球から何かの機械に電子が吸収されているはずです。 しかしもしも巨大なコンデンサーを大量に作り、その陰極(負の電荷が貯まる)だけを、どんどん地球にアースさせ、意図的に陽極だけ地球に触れないようにしていたら、地球はどんどん負に帯電することになるでしょうね。しかし、それにはその大量のコンデンサーを、地球の全質量のうちかなりの割合の資源を使って作ることになるでしょう。たぶんそんなに沢山の資源は地球にはないでしょうから、これは極めて非現実的な話になります。 > 何かの事情で中性化するのか。 電荷というものも、質量などと同様に保存するものであり、正負いずれかの電荷が、ひとりでに消えて中性化することはありません。しかし、負の電荷の電子が、負の電荷が足りずに正に帯電している場所に移動し、トータルで中性に見えるということはあります。 なお、ここでは簡単のため、地殻変動や宇宙線の影響、地球の自転や地磁気のことなど、地球科学的な現実は無視して説明しました。