ドアノブで静電気が起きるのはなぜ?痛みが出るしくみ
金属のドアノブに触れたとき「パチッ」と痛むのは、体にたまった静電気が、ドアノブとの間で一気に流れる「放電」が起きるからです。短い時間に電流が流れることで指先が刺激され、針で刺されたような痛みを感じることがあります。
静電気は、ドアノブに触れた瞬間に初めて作られるわけではありません。服がこすれたり、床の上を歩いたりする間に体が電気を帯び、その電気が金属に近づいたときに流れるのです。
ドアノブを触る前に、体には静電気がたまっている
私たちの体や身の回りの物には、プラスとマイナスの電気があります。普段はバランスが取れていますが、違う素材が触れたり離れたりすると、電気を運ぶ電子が移動し、片方に電気が偏ることがあります。これを「帯電(たいでん)」と呼びます。
例えば、セーターを脱ぐときに服同士がこすれたり、靴と床が接触して離れたりすると、体や衣服が帯電する場合があります。アキレスは、静電気が生じる主な原因として、物同士の接触と、離れるときに起こる電気の移動を説明しています。
電気がたまったままドアへ近づいても、何も感じないことがあります。「パチッ」とするのは、たまった電気が動き出す場面なのです。
指先と金属の間で、一気に電気が流れる
金属は、電気を通しやすい素材です。静電気を帯びた体を金属のドアノブに近づけると、体とドアノブの間にある電気の差を小さくしようとして、電気が移動することがあります。
このとき、指先がドアノブに完全に触れるより前に放電する場合もあります。普通の空気は電気を通しにくいのですが、指先と金属の間の電気の力が十分に強まると、わずかな空気のすき間を通って電気が流れます。
労働安全衛生総合研究所は、こうした現象を「絶縁破壊(ぜつえんはかい)」による静電気放電として説明しています。冬にドアノブで感じる電撃は、火花を伴う放電の身近な例です。
暗い場所では、放電のときに小さな光が見えることもあります。東京電気管理技術者協会も、ドアノブに触れるときに青白い光が見える例を紹介しています。
なぜ「パチッ」と痛みを感じるの?
痛みの原因は、電気がごく短い時間に皮膚を通り、指先が刺激されることです。ドアノブに近づけた指先で急に電流が流れるため、瞬間的に「チクッ」「ビリッ」と感じることがあります。
キーエンスによると、体が帯びている電圧が高いほど、放電したときの刺激が強くなる傾向があります。同社が示す目安では、体の帯電電圧が約1,000ボルト以下ならほとんど感じず、約3,000ボルトで痛みを感じ、約5,000ボルトになると強い痛みを感じる場合があります。
これは帯電した体での放電を説明する目安で、すべての人が同じ電圧で同じ痛みを感じるという意味ではありません。放電の仕方や触れ方でも、感じ方は変わります。
高い電圧なのに、痛みが一瞬で終わるのはなぜ?
「数千ボルト」と聞くと、家庭のコンセントよりも危険なのではと驚くかもしれません。しかし、電圧の数字だけで危険さが決まるわけではありません。流れる電気の量や、流れ続ける時間も関係します。
東京電力エナジーパートナーが静電気の専門家に取材した記事では、人体からの静電気放電はエネルギーが小さく、放電する時間は100万分の1秒以下と説明されています。キーエンスも、ドアノブは電源のように電気を流し続けないため、痛みが一瞬で終わると説明しています。
たまった電気が短時間で移動すると、放電は終わります。そのため、ドアノブの静電気は強く痛むことがあっても、ふつうは刺激が長く続くことはありません。
なぜプラスチックより金属のドアノブで起きやすい?
金属は電気をよく通すため、帯電した体との間で電気が移動しやすい素材です。指先で金属に近づくと、短い時間に電流が流れやすく、「パチッ」という刺激につながります。
一方、プラスチックや多くの化学繊維は電気を通しにくい素材です。電気がすぐに移動しにくいため、金属と同じような放電にならない場合があります。東京電気管理技術者協会も、金属とプラスチックでは電気の通しやすさが違うと解説しています。
ただし、プラスチックにも静電気はたまります。静電気が「生じやすい」ことと、触れたときに「一気に放電しやすい」ことは別なのです。
冬になるとドアノブで痛みやすいのはなぜ?
冬は空気が乾燥しやすく、衣服にも静電気がたまりやすくなります。湿度が高いときには、物の表面の水分などを通じて電気が少しずつ逃げやすいのですが、乾燥すると逃げにくくなります。
さらに、冬はセーターやコートを重ね着するため、布同士がこすれたり、脱ぐときに離れたりする機会が増えます。日本原子力研究開発機構は、冬の乾いた空気では静電気が逃げにくく、たまりやすくなると説明しています。
そのため、同じドアノブでも、湿度が高い日には何も感じず、乾燥した日には痛むことがあります。靴や服の素材の組み合わせ、歩き方などでも帯電の程度は変わります。
指先で触ると痛いなら、どうすればいい?
ドアノブの静電気が気になるときは、指先だけをそっと近づけず、先にドアの木製部分や壁などに手のひらを当てる方法があります。東京電力エナジーパートナーが取材した専門家は、その後にドアノブを指先ではなく手のひらで触れることも勧めています。
手肌の乾燥を防ぎ、室内が極端に乾燥しないようにすることも役立ちます。ただし、触れる場所の材質や体の帯電状態によって効果は変わるため、毎回必ず防げるわけではありません。
なお、普段のドアノブの静電気は一瞬の現象ですが、可燃性ガスや蒸気がある場所では小さな放電が火花の原因になることがあります。セルフ式ガソリンスタンドでは、設備の案内に従い、給油前に静電気除去シートへ触れてください。
ドアノブで「パチッ」となるのは、体にたまった電気が金属へ急に流れるためです。そのときの短い電流が指先を刺激することが、痛みの正体です。