どんな状態になったら電気回路が危険になるのか解説 パート1
どうも、ひらがなのほうのるみです。
今回のはいつものスマブラ記事じゃなくて理系の端くれが適当に書いてるものなのでいつもの丁寧調だは無いことにはご了承していただきたい。
では、本文へ
最近お前電気回路詳しくて改造危ない危ないってずっと言ってたけど、どうなったら危ないんだよ
実際どのくらい電圧かかったら危ないの??
などなど質問いただく機会が増えたので私が知ってること少し噛み砕きながら記事にしていこうかなと思う。
それでは早速どんな状況になったら危ないのか??
というのを書いていく。
まずはこの動画を見ていただきたい。
HIKAKIN様素晴らしい動画をありがとうございます。
動画の通り、乾電池とちょっと導通がいい素材があれば簡単に引火することが可能である。(余談だが災害時はマジで使える知識なので覚えておいて損は無い)
さて、乾電池はパッケージを見ていただければ分かるが電圧は「1.5V」が普通である……
そう、たった「1.5V」である。我々の身近にあるac100V電源より大きく低い電圧でも火災は起きる。
よく、私が火災が起きるからと言うと
「言っても火傷程度するレベルの熱出るだけでしょ??」と言う方が割と多くいるが割と真面目に簡単に火は付けれる。
ではどうして1.5Vという超低電圧で火が起きるのか説明&証明をしていこうと思う。
さて、火はある物体が一定以上の温度になった時に発生するものである。そして温度は熱、ひいてはエネルギーが溜まると発生するものである。そして電力というのは電気を使ったエネルギーの総称である。
以上のことを念頭において以下の証明を見て欲しい
電気の世界において電力は以下の式であると証明されている。
W:電力、仕事(エネルギー)=I:電流(電気の粒が流れる量)×V: 電圧(1つの粒が持つエネルギー)
このWが大きれば大きいほどより多くのエネルギーを持つということである。
また、オームの法則より
V=I*R(抵抗値、妨害工作の量、 電気の流れにくさを表している)
以上2式より
W=I*V
W=V/R*V
「W=V^2/R」
という式が導かれる。
これは、「抵抗値が高ければ高いほどエネルギーが低くなる」 ということを証明している。
逆を言うと「抵抗値が低いと無限大に近い仕事をする」 という意味にもなる。
つまり抵抗値が低いと熱を生み出しやすいという事を示している。
...Q.E.D
????
数字のほうがわかりやすいと思う人もいると思うので
V=1.5V (乾電池)に R=2000(湿った人体)、R=0.1(ガムの包み紙) を用意して考えてみる。
まずは人体
W=1.5/2000=0.000075(W)
仕事する気なさそう……??
では包み紙
W=1.5/0.1=15(W)
なんだか仕事しそうな雰囲気を感じる
実際に15(W) はだいたい蛍光灯が光るのに必要なエネルギーなので立派に光らせたり、熱したりするだけのパワーがある。
数字で見ても抵抗値が低いとエネルギーが高くなるというのが分かったと思う。
ようは電流や電圧より抵抗値のほうが僕ら技術者は安全面で気にす るということである。
(ちなみに W=IV の式から電流値や電圧値が高くても燃えるじゃないか!! と考える方もいるかと思う。しかしオームの法則V= IRより抵抗値が低いと必然的に電流も大きくなるので何も矛盾していない。
電圧は?? と思われるかも知れませんが電圧だけは人間側が1度決めたらまず 基本的に変化をしないものである(エネルギーで浪費される場合を除く、 基本的に低くしかならない)
ので今回の議論ではそんなに関係ない)
言われてみたら当たり前である、即死コンする気満々の( Vがある)ルイージに棒立ち(抵抗値0)のクソデカ蛙草( フシギソウ)がいたらそりゃカキーンと着火される。
結論をいうと
電気が通る、仕事できるところの抵抗値が低いと熱がめちゃくちゃでて発火するよ
燃えやすさに電圧はそんなに関係がないよ
どんな電源でも周り次第では簡単に燃えるよ
以上
本当に片手間に書いたので文章めちゃくちゃな駄文だが危ないもんは危ないと伝わってくれたら嬉しい。
さて、次回は実際にGCコンの抵抗値測ってみようと思います。
また、実機を改造した結果この抵抗値が低くなることがあるのか? ?
というもの見せれたらなと思う。