導体と絶縁体

世の中には、電気を通しやすい物質と通しにくい物質があります。
一般的に、金属など電圧を印圧したときに電流が流れやすい物質を「導体」、プラスチックなど電流が流れにくい物質を「絶縁体」、その中間の抵抗率を有する物質を「半導体」といいます。

金属などの導体は、原子核に固定されほとんど動かない陽子(+)と自由に動くことのできる電子(-)からなり、中和状態を保っています。そこで、物質同士の接触などの影響により金属の回りに電界ができることにより、電子の移動が起こります。電子(-)は電界と逆方向に流れ、陽子(+)は移動できません。つまり、プラスに帯電している導体は電子が不足、マイナスに帯電しているときは電子が過剰だということになります。

絶縁体は、物質上での電流が抑制されているため、電子の移動がありません。何らかの電気力が作用した場合は、電荷は表面上に滞留し、部分的にプラスまたはマイナスに帯電することになります。
ただし、その性質上、電界にさらされている状態での温度により、ある程度の電荷の移動を発生する場合があります。これは、物質の温度の上昇による分子の振動で電子を移動させることが原因です。

静電気が発生した後の電荷移動の評価に、「オームの法則」を使用します。物質のある点での電界強度をE、電界強度に垂直な電流密度をδとすると、δは与えられた温度でEに比例することになり、以下のように示します。

E=ρ×δ

(ρは体積抵抗値)

下表は、代表的な物質の室温での抵抗値です。この抵抗値は物質の静電気特性を考える上で重要です。

体積抵抗値

物質 抵抗値
1.6×10-8
1.7×10-8
アルミニウム 2.9×10-8
1.0×10-7
乾燥した木 3×10-8
ガラス 2×1011
ゴム 3×1014
ポリスチレン 1×1017

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