鳥は、なぜ電線にとまっても
感電しないの?
電線には、家庭のコンセントとは比べものにならないほど強い電気が流れています。それなのに、鳥はその電線に平気でとまっています。人が触れれば大事故になりかねない電線に、なぜ鳥は無事でいられるのでしょうか。
電柱と電柱の間に渡された電線に、スズメやハトが何羽も並んでとまっています。強い風にも動じず、のんびりと羽づくろいをしている鳥もいます。
その電線には、数千ボルトともいわれる電気が流れています。人がうっかり触れれば命に関わる電圧です。ところが鳥たちは、その電線を両足でしっかりつかんだまま、まったく平気な顔をしています。
鳥は電気に強いのでしょうか。実は違います。鳥の体には、ほとんど電気が流れていないのです。
感電しない理由は、2つだけ
電線はとても電気を通しやすい金属でできています。鳥の両足のあいだの、ほんの十数センチの区間では、電圧はほとんど変化しません。
電流が流れるには、2点間に電圧の差が必要です。差がほとんどなければ、電流もほとんど流れません。これはオームの法則から導かれる関係です。
ひとつずつ、順番に見ていきましょう。
理由1:鳥の両足の間では、電圧がほぼ変わらない
電線は、電気をとても通しやすい金属(多くはアルミニウムや銅)でできています。電気の通しやすさが高い物質は、電気抵抗が非常に小さいという性質を持ちます。
電線に電流が流れているとき、電線のごく短い区間を通過するあいだに生じる電圧の低下(電圧降下)は、その区間の抵抗の小ささに応じて、ごくわずかな量にとどまります。鳥の両足の間隔は、電線全体の長さに比べればほんの一部分です。この短い区間での電圧降下は、実用上ほぼゼロとみなせるほど小さいとされています。
感電の直接の原因は、電線そのものに触れることではなく、体の2点間に大きな電圧の差が生じることだとされています。大型の鳥が電柱の上で、電線と、電圧の異なる別の電線や接地された金属部分に同時に触れてしまい、感電する事故が実際に起きています。電力会社が電柱や変圧器に絶縁カバーを取りつけているのは、この事故を防ぐためです。
理由2:電気は「差」がなければ流れない
川の水は、高いところから低いところへ流れます。高低差がなければ、水はほとんど動きません。電気も同じで、電圧の高いところから低いところへ流れようとします。
鳥の両足は、どちらも同じ1本の電線の上にあります。電線の抵抗が非常に小さいため、両足の位置での電圧はほとんど同じ、つまり「高低差のない水面」のような状態です。差がなければ、電気は流れる理由を持ちません。
台風や倒木などで電線が切れて地面に垂れ下がった場合も、同じ「電圧の差」の考え方が働きます。電線が地面に触れた点では電圧が高く、そこから離れるほど、地面の電圧は輪を描くように下がっていくとされています。近づいて両足の位置が異なる輪をまたぐと、両足の間に電圧の差が生じ、電線に直接触れていなくても感電することがあります(歩幅電圧)。
じゃあ、どうすればいいの?
- 垂れ下がった電線を見つけたら、絶対に近づかない切れているように見えなくても、電気が流れている可能性があります。
- 電線に近づいてしまったら、小さな歩幅でそろそろと離れる大股で歩くと、両足の電位差が大きくなり、かえって危険です。
- すぐに119番(または電力会社)へ連絡する自分で対処しようとせず、専門の人に任せることが大切です。
切れて垂れ下がった電線には、絶対に触れないでください。電線を通り越して倒れた木や、水たまりに触れることも避け、電線から十分に距離をとってください。周囲の人にも近づかないよう伝え、小さな歩幅でその場から避難し、離れた安全な場所から119番に通報してください。
感電して倒れている人を見つけても、あわてて直接体に触れないでください。電源が切れていない場合、助けようとした人まで感電してしまう二次被害の危険があります。まず電源を切れる状況か確認し、無理なら安全な距離から119番へ通報し、指示を待ってください。
まとめ
鳥が電線にとまっても感電しないのは、①電線の抵抗が非常に小さく、両足の間で電圧がほとんど変わらないことと、②電気は電圧の差がなければ流れないことの、2つが組み合わさっているためです。鳥が特別な体を持っているわけではなく、物理の法則がたまたま鳥を守っている、というわけです。
鳥を守っているのは、丈夫な体ではありません。
「電圧の差がない」という、ただそれだけの条件です。
- 次に電線にとまった鳥を見かけたら、その鳥がどこに足を置いているかを観察してみる
- 鳥は必ず、同じ1本の電線の上に両足を置いていることを確認する
鳥が2本の別々の電線や、電線と電柱の金属部分にまたがって足を置くことは、ふつうありません。もし翼を広げて2つの異なる電位の場所に同時に触れてしまうと、本文で説明したとおり感電してしまうためです。
もっと知りたい人へ ― 用語・数式・教科書とのつながり中学理科から大学の専門科目まで、どのレベルの話かを明示しています
- 中学中学校の理科で習う範囲
- 高校高校の「物理基礎」で習う範囲
- 高校+高校の「物理」、または教科書の発展・コラム扱いの内容
- 大学高校では習わない、大学の専門科目(電力工学)の内容
- 研究大学でも「定説」として教わらない、いま研究者が調べている最中の話
中学用語:感電をめぐる言葉
- 電圧(電位差):2点間で、電気の「高さの差」を表す量。単位はボルト(V)。
- 電流:電気の流れの大きさ。単位はアンペア(A)。
- 抵抗:電気の流れにくさを表す量。単位はオーム(Ω)。
- 歩幅電圧:地面に触れた電線の近くで、両足の位置の違いによって生じる電圧の差。
高校式で確かめる:鳥の両足の間には、何ボルトの差が生じるのか
電流・電圧・抵抗の関係は、高校物理で習うオームの法則で計算できるとされています。
電圧の差 = 電流 × 抵抗
| 電圧の差 | 2点間の電位差[V] |
| 電流 | 電線に流れている電気の量[A] |
| 抵抗 | 2点間の電線がもつ電気抵抗[Ω] |
| 電線の抵抗(1mあたり、仮定) | 0.0002 Ω/m |
| 鳥の両足の間隔(仮定) | 0.1 m |
| 両足間の電線の抵抗 | 0.0002 × 0.1 ≒ 0.00002 Ω |
| 配電線に流れる電流(仮定) | 50 A |
| 両足間に生じる電圧の差 | 50 × 0.00002 ≒ 0.001 V |
※ 電線の抵抗・電流の値は、しくみを説明するための仮の数値です。実際の値は電線の種類や電力の使用状況によって異なります。
| 0.001Vをミリボルトに直す | 0.001 × 1000 = 1 mV |
| 配電線の電圧(例) | 6600 V |
| 2本の電線に触れた場合との比 | 6600 ÷ 0.001 ≒ 660万倍 |
鳥の両足の間に生じる電圧の差は、わずか1ミリボルト程度という計算になります。これは人が感じ取れるレベルよりはるかに小さい値です。ところが、もし2本の電線(電圧差6600Vの例)に同時に触れてしまうと、電圧の差は660万倍にもなります。「1本だけ」と「2本同時」の差が、生死を分けているのです。
高校+なぜ抵抗が小さいと、電圧降下も小さいのか
オームの法則(電圧の差=電流×抵抗)から、同じ電流が流れているとき、電圧の差は抵抗の大きさに比例することがわかります。電線の抵抗は非常に小さいため、同じ電流が流れていても、短い区間での電圧降下はごくわずかです。逆に、人の体は電線に比べてはるかに抵抗が大きいため、もし体に電流が流れると、大きな電圧降下、つまり体への負担が生じることになります。
大学送電網は、どうやって鳥を守っているのか
電力会社は、大型の鳥が翼を広げたときの長さ(翼開長)を考慮して、電柱や鉄塔の設計で異なる電位の部分どうしの距離を十分に確保したり、絶縁カバーを取りつけたりする対策を行っているとされています。特に猛禽類のような大型の鳥は、電線と電線、あるいは電線と接地された鉄塔本体の両方に同時に触れやすく、感電事故のリスクが高いことが知られています。こうした設計上の配慮は、大学の電力工学・送配電工学で扱われる内容です。
研究まだ、はっきりしていないこと
- 大型の鳥の感電事故を完全に防ぐ設計は、まだ発展途上です。 地域や鳥の種類によって行動パターンが異なるため、どこにどのような対策を優先すべきかの最適化は、いまも研究や現場での取り組みが続けられています。
- 送電網全体でのリスクの高い地点を、効率よく特定する手法はまだ確立していません。 広い範囲に広がる送電設備すべてを詳しく調査するのは難しく、優先的に対策すべき場所を絞り込む研究が進められています。
- 異常気象で電線が切れる頻度が変化することへの備えも、研究課題とされています。 強風や着雪など、電線の断線につながる要因への対策強化が検討されています。
教科書とのつながり(レベル別)
| レベル | 科目・単元 | この記事のどこ |
|---|---|---|
| 中学 | 理科・電流と電圧 | 電圧の差がないと電流が流れないという基本 |
| 高校 | 物理基礎・オームの法則 | 式で確かめる①②③の計算全体 |
| 高校+ | 物理・電気回路 | 抵抗と電圧降下の関係 |
| 大学 | 電力工学・送配電工学 | 送電網の絶縁設計、鳥害対策 |
| 研究 | 電力工学・野生動物保護(研究中) | 感電事故の防止設計、リスク地点の特定、異常気象への備え |
| ― | 防災・安全教育 | 垂れた電線への対応、歩幅電圧、二次被害の防止 |
- 電力会社・電気設備の専門団体による、感電事故・鳥類の電線感電に関する解説資料。
- 物理学の教科書における、オームの法則・電気回路に関する一般的な記述。
- 消防・防災関連機関による、切れた電線・歩幅電圧に関する注意喚起資料。
- 電力工学の教科書における、送配電設備の絶縁設計に関する一般的な記述。
※ 抵抗・電流・電圧などの数値は、しくみを理解するための概算・仮定です。実際の値は電線の種類や地域の電力設備によって異なります。
※本記事は一般向けの科学解説です。実際の安全判断は、消防・電力会社などの専門機関の指示に従ってください。掲載した数値は、しくみを理解するための概算・仮定です。