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摩擦帯電(まさつたいでん)とは、静電気現象の一種で、異なる二種の物質を擦り合わせることで、一方から他方へ電荷(多くの場合、電子)が移動して電位差を生じる現象である。摩擦に続いて物体同士を引き離す時、高い電圧が生じる。これら二つの過程をあわせて、一般には「静電気が発生する」などと表現される。また、生じた電気のことを摩擦電気とも言う。

電位差が生じるのは、物質同士が接触するとそれぞれの仕事関数の差によって物質間で電子が移動することが主要な要因であり、摩擦には接触面積を広げる効果がある。半導体のPN接合ショットキー障壁の両側に電位差が生じるのと類似した現象である。異種物質が接触した場合、電荷が移動することは普遍的に認められる現象で、その電荷移動の序列を求めたものを帯電列と呼ぶ。ただし、物体の表面は水を初めとした種々の物質を吸着したり酸素によって酸化されたりすることよって状態が変化しやすいため、帯電列を厳密に決める事は難しい。

高電圧が生じるのは、物体同士を引き離す事す時に電荷間の吸引力に逆らってなされた仕事電位エネルギーに変換されることによる。これは、コンデンサに蓄えられた電荷量が不変のまま静電容量が減少したために電圧が上昇した、とも説明できる。

古くは、エボナイトと羊皮を擦った後にエボナイトがほこりを吸い寄せたことに気づいたことが摩擦帯電発見の起源と言われる。 幼少の頃にセルロイド製下敷きで頭を擦って、髪の毛を逆立てた記憶を持つ諸兄もいることだろう。

似た現象に金属と合成樹脂を接触させると、合成樹脂が帯電する接触帯電という現象があるが、多くの場合、金属は導体であるために電荷が逃げて接地電位(=0V)に保たれることが多いので合成樹脂だけが帯電したように見える。

関連項目 編集

id:Efek listrik tribo

it:Effetto triboelettrico nl:Tribo-elektrisch effect no:Triboelektrisk effekt

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