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鈴の音情報局blog

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こんな事が可能なのでしょうか?⇒「スマホをバッテリーで充電中しながらお風呂に入って感電死」

ひとつ前の記事ではiPhone 6Plusが煙を吹いて爆発した事を扱いましたが、こちらでは
それとは関係の無いスマホをバッテリーで充電中しながらお風呂に入って感電死というお話。

注意!スマホをバッテリーごと風呂に落として感電死する事件が続発! ~ iPhone Mania
ロシアのモスクワ・タイムズによると、モスクワ在住の24歳の女性がiPhoneを湯船に落として感電死していたことが分かりました。

私はこうなる理屈が理解できません。
しかもリンク元の記事でのタイトルでは「続発」となっています。

私の理解では感電するには二極を体の別々の場所に触れている必要が有り、
一定の電圧がかかって体に電流が流れる必要が有ると考えています。
単純に湯船にバッテリーを落としただけでは感電は不可能だと思います。

湯船にバッテリーを落とした事を考えてみると、内部的なショートで異常電流が
流れて加熱、バッテリーが加熱や爆発する事が考えられます。
でもそれで感電を起こすというよりも別の被害になるはずです。

なのでこのスマホのバッテリーを風呂に落として感電死という記事には違和感を
感じました。この記事ってどこまで信用していいのでしょうか。

私の理解が甘いだけでしょうかね?
説明できる方います?

関連記事
  1. 2015/02/26(木) 20:05:33|
  2. 携帯
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:4
<<ドコモはVoLTEの高音質な通話やビデオコールの国際ローミングの実証実験に成功 | ホーム | iPhone 6Plusが充電中に煙を吹き爆発、やはり起こるiPhoneの充電やバッテリー周辺の事故>>

コメント

こじつければ…

モバイルバッテリの電池は3.6V程度、そこからUSBの5Vを作るために内部は昇圧型スイッチング電源が入っています。
このスイッチング電源を無負荷にすると数十ボルトが発生すると思われます。
通常は制御されているのと、iPhoneが負荷になっているので電圧が上がりすぎる恐れはありません。

これが"上手い具合に"かつ"都合良く"壊れると、モバイルバッテリ側に数十ボルトの電圧が発生します。
iPhoneとモバイルバッテリの距離が離れていて、その間に体があったとすると感電死する可能性があります。

風呂の水が汚れていれば(導電率)死ぬかも知れません。
湿度の極めて高い炭鉱などでは48Vの線に触れて死んだ例もあるそうです。

人体に20mA程の電流が流れると筋肉などが収縮して危険な状態に陥り、そのまま放置すると死ぬ可能性があります。
人体の抵抗は皮膚での接触抵抗を含めたとしても700Ω程度と考えるのが感電に対する安全性検討の例のようなので、風呂の水が汚れていて電気抵抗が下がっていたとすると20V程度でも感電死の可能性はあります。
  1. URL |
  2. 2015/02/26(木) 20:56:00 |
  3. ほりこし #HfMzn2gY
  4. [ 編集]

恐らくこんなカンジでしょう

昔、国内携帯電話メーカに勤務していた技術者崩れです。

壁のコンセントを見ると穴の長さが違います。
長い方がコールド(アース)側と決められています。
但し、いい加減な電気工事屋は逆接もあり得ます。
http://blog-imgs-37-origin.fc2.com/m/o/m/momodons/2p1.jpg

さて、昔のACアダプタは大きくて重いトランスでした。
昨今は小型軽量で大電流が取れるスイッチング電源が主流です。
トランスは1次側と2次側が物理的に繋がっていない構造です。
http://jp.rs-online.com/web/p/audio-transformers/4643689/

電圧は巻線の比で決まります。
AC100Vの1次側に1000回、2次側が120回なら出力はAC12Vです。
2次側巻線の途中から中間(とは限らないが)タップを引き出せば
AC6Vも同時に取れます。

一方、スイッチング電源は高速で電源のON/OFFを行うことで
所定の電圧を得る方式です。トランスに比べ回路が複雑で
1つの使用部品の故障でも漏電の危険が考えられます。
iPhoneの充電器を分解したことはありませんが、
もしかすると非絶縁のチョッパー方式なのかも知れません。
https://www.nipron.co.jp/product_info/technical_dictionary/1_3.htm

通常はチョッパー方式でも後段に感電防止の絶縁トランスを設けますが、
例えばこのトランスに不具合が生じ、1次側と2次側が短絡(ショート/直結)
した場合でも機器は一見正常に動作してしまいます。水がかかった等ですね。
http://www.tdk.co.jp/techmag/power/200807u/

そして、過去に感電事故が起きているのは台湾、中国、ロシアでしょうか?
国内では発生していません。憶測ですが送電方式の違いによるものかと考えます。
電気設備に関する技術基準を定める省令で、漏電遮断機(EB又はELB)の設置が
一定の条件で義務付けられ、今では多くの家庭に普及しています。
※漏電遮断機はアース工事がなされていないと正常動作しない場合あり

中国の電源事情に対する課題と対策
http://panasonic.co.jp/ptj/pew/593j/pdfs/593_14.pdf

上記の通り国内では仮に配線ミスがあっても最大220Vまでしか印加されませんが、
中国方式だと最大400Vを越え白熱電球が破裂するとの記述もあり。
この送電方式はあまりに危険と言えます。

故障があっても機器が正常動作する理由に付いて。
後段の絶縁トランスでも書きましたが、機器が中空や絶縁物の上にある場合は
正常に動作し充電されます。ところが、機器の金属部に1次側(AC100VやAC220V)
が漏れ出ている状態ですから、人が触れ更に足場が濡れている環境ですと
電流は腕から心臓を通過し足へと流れます。(電流は最短経路&流れ易い経路を通る)

従って、DC3.6VバッテリーやDC5VのDC/DCコンバータはあまり関係ありません。
バッテリーの起電力では死に至らしめる程の能力がありません。

メーカ勤務時代に設計や製造工程に於いて最も避けなくてはならないのは
発煙・発火・爆発・感電と教わりました。その為、通電中の充電器ごと端末を
水没させる試験も行います。環境試験では+80℃、湿度98%という過酷な条件下で
正常動作すること。液晶は真っ黒で表示しませんが携帯電話として動作します。
-20℃でも同様の試験を行います。低温では湿度はかけられませんが結露します。
液晶は凍結し画面表示はしませんが、携帯電話として動作します。

以上、海外の送電方式、製品品質、安全に対する設計思想によるものと考えます。
  1. URL |
  2. 2015/02/26(木) 23:38:38 |
  3. 弐 #Cww3j7fY
  4. [ 編集]

>ほりこしさん
なるほどーーっ、そういう事も理論上は有り得るって事ですか。
こじつけとは言え、不可能では無い事が分かっただけでも何となくすっきり出来ました。
しかしまあ、よくそんな条件を思いつかれますね。
電源周りを組みなれた方でないとすっとは思いつかないと思いますよ。

>弐さん
プロからのご意見ありがとうございます。
また、非常に多数の有用な資料も有難うございました。
本当に電源は奥が深いものだと思い知らされました。

スイッチング電源の中身をあまり理解できていなかったので、今回スイッチング電源で
降圧だけでなく昇圧も何故可能なのか、効率の良さなど、知らかなった事も知れました。
でもスイッチング電源はもしかしてスイッチングの為のクロックの供給が必要なのかや、
単なるレギュレータよりもノイズ成分も出力に乗ってしまうのではないかなど、
新たな謎も生まれてしまいましたが・・・。

それはそうと、上記でほりこし氏が面白い理屈を考えて下さっていますので、
そのケースも有り得るって事で納得する事にします。
感電した人は日本の温泉の元が大好きだったことにします(;・∀・)
特にナトリウム分の多い美肌向けの温泉が好きだったとか(笑)
無理やり過ぎるかなーw

#関係ないけど、昇圧チョッパー方式って、蛍光灯をつける時の為の回路に似ている気が・・・。
#昔4Wのおもちゃライトを自作した事が有ったので、何となく似ている覚えが有ったので。
  1. URL |
  2. 2015/02/28(土) 03:28:35 |
  3. 鈴 #GpEwlVdw
  4. [ 編集]

> 本当に電源は奥が深いものだと思い知らされました。

電子機器を安定動作させる源ですから電源は重要です。
私は主にRF(無線回路)や空中線(アンテナ)が専門ですが、
電源が不安定だったりノイズが乗っていたのでは
キレイな電波は作れません。


通常の蛍光灯でもコイルは必要です
http://www.tdk.co.jp/techmag/illustrated/200411/index.htm
非絶縁型DC/DCコンバータにトランスを用いた絶縁
http://www.tdk.co.jp/techmag/power/200807u/index2.htm

ここで「レンツの法則」という用語が登場しますが、
コンデンサは直流電流を蓄電し、交流電流は通過します。
逆にコイルは交流電流を蓄電し、直流電流は通過します。

例えばリレーという部品がありますね。
ウィンカーのカチカチ音はリレーの作動音です。
構造的には電磁石により接点を開閉するものです。
大電流の流れる回路を直接トランジスタやFETで
ON/OFFするのは難しい(部品の大型化やコスト面で)為、
トランジスタでリレーを制御し大電流をON/OFFします。

リレー内部に電磁石=コイルが入っているので、
トランジスタがOFFするとリレー内のコイルで発生した
逆起電力がトランジスタに逆流し破壊する恐れがあります。
その為、逆起電力対策としてダイオードを挿入します。
http://www.nfcorp.co.jp/techinfo/dictionary/036.html

回路設計の基本ですが、中国製等は極限までコストを
削っているのでダイオード1個すらケチっています。
あくまで保護用なので無いと必ず破壊する訳ではなく
無くても普通に動きますが、いつ壊れても不思議でないだけ。
回路設計では故障した場合、必ず安全側に壊れなくてはなりません。
壊れたら動作しないのが常識的な設計思想であって、
壊れたら人が死ぬ・爆発するなどは許されません。
ところが中国製品を分解してみると「これはないだろ?」と言うか、
「理論は分からないけど取り敢えず動いた」みたいな基本からして
おかしな回路も少なくありません。
コスト削減による部品の省略など、こうした積み重ねが根底に
あるのかな?と思っています。


基板上には昇圧も降圧も複数のDC/DCコンバータが搭載されています。
AC100Vを全波整流すると実効電圧DC141Vが得られます。
これをスイッチングレギュレータで降圧し充電電圧を生成します。
モバイルバッテリー等のLi-ion二次電池は3.6Vですので、
昇圧しDC5Vを生成しUSB端子から出力します。
実は効率を考えるとモバイルバッテリーは非効率なのです。
降圧→充電→昇圧→端末内部で降圧→充電とロスが多く、
交換可能なバッテリーパック方式ならこちらを持ち歩く方が
軽量でロスも少ない計算になります。(効率面だけの話です)


> でもスイッチング電源はもしかしてスイッチングの為のクロックの供給が必要なのかや、

スイッチング速度(デューティ比)は固定でなく、出力電圧をモニタし
フィードバックをかけることで定電圧を維持しています。


> 単なるレギュレータよりもノイズ成分も出力に乗ってしまうのではないかなど、
> 新たな謎も生まれてしまいましたが・・・。

はい。所謂「スイッチング・ノイズ」と呼ばれるもので
粗悪品ですと広範囲にノイズをばら撒きます。
電灯線を利用した通信方式PLCに携帯電話の充電器は大敵等々…。


以前からこうした事故報道を注意深く、
また皆さんの面白見解も楽しく読んでおりますが、
毎度のことながら具体的状況が曖昧な報道ばかりで
事故の真相が掴めないのが残念です。

今回の記事原文も"charger"とあるだけで、
「モバイルバッテリー」とは読めません。
通常、"charger"なら充電器を指すかと思います。
ルームメイトが巻き添えにならなかったのも疑問です。

> A 24-year-old woman has died in Moscow after reportedly being electrocuted
> by a smartphone charger after her iPhone 4 fell into the bathtub.

> Sviridenko's death comes days after a 16-year-old girl died in the
> Bashkortostan republic after taking her phone charger into the bathroom as
> she was taking a shower


他記事を探したところ同様の見解あり
http://www.tabroid.jp/news/2015/02/iphone-electrocuted-moscow-24.html


長くなり失礼しました。
  1. URL |
  2. 2015/02/28(土) 07:34:01 |
  3. 弐 #Cww3j7fY
  4. [ 編集]

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