学校で電気を学んでいるんですが、いまいちアースの考え方がつかめません。
電流はそこへ流れ込み、電圧がかかると、アースとの間に電位差を生じるというのは分かるんですが、どういうものがアースなのか、そうでないのかが分かりません。
またアースを設置しなければならないときはどんなときなんですか?(三相電源などはそうですよね)
アースはどうやったら作れるんですか?
疑問は尽きませんが、どうか教えて下さい。

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A 回答 (5件)

 


  一般的な話をします。
  電圧とは、「電位差」のことだということはお分かりですね?
  高い電位の処から低い電位の処に電気は流れる訳で、この二つの電位の差が一般的に電圧なのです。
 
  そこで、電位とは何かと云いますと、帯電体(電気を帯びた物体・物質)の持つ、電気ポテンシャルだとなります。
  そのことはいいとして、帯電体には、電気があり、その結果、電位ができるのだということが重要です。
 
  電気(電流)が流れるというのは、高い電位から低い電位へと、電気ポテンシャルの違いに応じて、広い意味で電荷が移動するということです。その時、ポテンシャル・エネルギー(電位エネルギー)が放出されます。電位エネルギーの放出の代わりに、途中の電気装置などが、電位エネルギーを別の用途に利用するというのが電気装置が作動する原理です。
 
  電気装置で使われた電位エネルギーは、大体、光・電磁波か、熱の形に変化し、周囲に拡散します。
 
  そこで、電気が流れるためには、電位差が必要なのですが、高い方の電位は、電荷をたくさん含む帯電体または、連続的に電荷を発生させればよいのですが、低い方の電位はどうなるのかと言いますと、どこかに基準がいるのです。「発電器→電気装置→発電器」という循環だと、電位差がどこにあるのか分かりません。しかし、この場合、物体の電位が高くなると、電荷は徐々に放出されて、最終的には、空気の電位あるいは、環境の電位と同じになるということがあります(電荷が放出されるずに、維持されているのがコンデンサー、蓄電器、バッテリーですが、これらも少しづつ放電しています)。
 
  つまり、電気の回路で電気が流れるのは、空気とか周囲環境とか、より低い電位の物体・物質があるので、それと対して、低い方に電気が流れるのです。
 
  帯電体は電荷を持った物体で、電位がありますが、どんな帯電体でも、そう無闇に電荷を蓄積できる訳ではありません。
 
  しかし、地球上で、ほぼ無限とも言える莫大な電荷を受け入れることのできる電気帯電体があります。それはつまり、地球自身で、アース earth とは、グラウンド ground とも言い、結局、「地面・大地・地球」のことです。
 
  地球の電位をゼロと実用的に定義しているのです。また、大地=アースは、空気よりも電位が低いとも言えます。
 
  大地があり空気があるので、空気中の帯電体(例えば電線、電気装置)などは、電流が加わらないと、空気と同じ電位になっているので、発電機などと繋ぐと、電流が流れるのですし、電気装置で電荷を消費(別のエネルギーに変換)すると、それだけ、電位が低いままになるので、電流が流れ続けるのです。
 
  普通は、アース=地球に、直接、電気回路は繋がっていません。空気などへの電気放出を通じて、アースに近い低い電位の帯電体へと高い電位の帯電体は繋がっていて、電気が流れるのです。
 
  しかし、非常に高い電圧を扱うとか、大きな電流とか、交流の波形パターンを維持したいと思うと、安全性のため、また安定性のため、どれぐらい大きな電荷が流れ込んでも電位に変化が起きない、巨大な容量の帯電体、つまり地球=アースを、最低電位体としておいた方が、有効なのです。
 
  高電流が発生した時、アースに繋いであると、地球が全部吸収してくれますが、そうでないと、空気への電気放射などでは間に合わないので、電気装置に過負荷がかかって、回路が短絡して、線や装置が高熱になって溶けたり、場合によっては、普段電流が流れない物体にも電流が流れ、感電の危険性があります。
 
  こういうことを回避するため、アースを最低電位の帯電体として、電気経路に組み込んで置くと、アースに電流が最終的に流れ込み、安全なのですし、回路も乱れないのです。
 
  アースは、結局、大地に電気連絡できるように、電線を地面に刺して、その電線の電位をアースとするのが本来の意味のアースです。しかし、アースに似た、大きな帯電体などに繋がっていれば、アースに準じたものとなります。
 
  雷の避雷針というのは、結局、いかに効率よくうまく、避雷針へと雷の電位を導き、建物には、電気な流れないようにして、そのまま地面=アースに雷の電荷を流してしまうかという装置です。
 
  二本の電線がある場合、電流が流れてくる側の線と、低いアース電位の方に繋がっている線があり、電流が来る方の線を「活線」というようにも言います。活線の方に手で触れると、身体は、床などを通じて、アースに繋がっていることがあるので、電気が、活線から身体を通って流れ、感電することがあります。しかし、反対の線の場合、感電はありません(ただし、交流の線は、どちらも活線です)。三相交流の三本の線は、すべて活線です。三相交流の場合、中性線というものがあるのが普通です。これが大体アースに当たります。(細かい部分で違っているかも知れませんが、電気の用語法は複雑なので、大まかな概念把握のための説明です)。
 
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アースは難しいですよね。

私も悩みました。今でもよくわかっているわけではありませんが…。

まず、地球は大きなひとつの導体と考えるのがよいです。

地球を帯電体と考えると行き詰まります。たとえば、地球を半径約6300kmの導体球と考えて、その静電容量を計算するとC=4πε_0aの式より、約700μFとなります。これはちょっと大き目の電解コンデンサ1個の容量に過ぎません。

電流が地面に流れるのは、ちゃんと閉じた回路ができているためで、決して地球が魔法のように電流を吸い取るわけではありません。また、地面がいつも最低の電位を持つわけではありません。たとえば電話線は、一方の線が0V(アース)で、片方は地面に対して約-48Vの電位になっています。

三相交流だとアースが必要ということはありません。安全上、法規上の必要性と、技術上の必要性を混同しないようにご注意ください。たとえば、電柱の上の三相6600Vの配電線はアースされていません。

間違えやすい点を挙げてみました。かえって混乱させてしまったでしょうか?アースについてはA種、B種、C種、D種の区別や、地絡電流の求め方などについて勉強するとだんだんわかってくると思います。では、がんばってください。
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この回答へのお礼

勝手ながら、ここにみなさんへのお礼を書かせてもらいます。みなさん、丁寧な回答本当にありがとうございます。
正直まだむずかしいですが、なんとなく分かったような気がします。
もっと勉強していきたいと思います。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/12/02 19:14

>どういうものがアースなのか、そうでないのかが分かりません。


可能な限り手に入る最大容量のものを基準電位にし、これをアースとします。
電気機器の導体の一部を地球に接続する。
これが出来ないとき、例えば、飛行機、船舶、自動車などでは、電気的に接続可能な最大容量の部分、つまりボディをアースとします。
>アースを設置しなければならないときはどんなときなんですか?(三相電源などはそうですよね)
機器の一部の電位を地球と同電位に保つ。
機器の電位が異状に大きくなるのを防ぐ。
機器の一部の導体を地球で代用する。
漏電を検出する。
回路の導体の一部を省略する。
回路を安定化する。
>アースはどうやったら作れるんですか?
導体を地中に埋めこむ。
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「アース」という言葉は通常、二つの意味合いで使われます。


(1)接地、すなわち地球に埋め込んだ電極(および、それにつながった導体)
(2)地球にはつながっていなくとも、電位の基準にとる大きな導体(箔、板、箱など)

電位というものは絶対的に定まるものでなく、必ず何か基準となるものが必要です。ちょうど場所の高さを表現する場合と同じです。我々は便宜的に海面を基準に取り「海抜」ということで高さを表現しています。同様に電気についても「電位」を表すのに適当な基準(となる電極)が必要です。これをアースと呼んでいます。

「アースであるかアースでないか」は見方によって変わります。ある金属ケースに何かの回路を組んだ時、回路内のトランジスタにとってみれば金属ケースは「アース」(上記の(2))です。通常、電気機器では筐体を電位の基準にして設計するためです。ところがその金属ケースが(絶縁体の上に)無造作に置かれていたならば、(1)の意味のアースにはなりません。その金属ケースから電線を引っ張って、その先に適当な導体を接続して地中に埋めれば(1)のアースにもなります。
また自動車の場合もボディーを電位の基準にすることが多く、これもアースと呼ばれます。もちろん(2)の意味でです。

質問の後半「アースを設置しなくてはならない場合」は、技術的な要請によるものと法律的な要請によるものの二つがあります。技術的な要請としてはノイズの防止や感電防止などがあります。法律的な要請はそれらのうち、特に必要があるものを定めている場合が多いです。それぞれの場合についてはここでは書き切れませんので、今後ゆっくり学んで下さい。

アースの作り方ですが、(1)の意味の「接地」でしたら地中に銅板またはそれに代わる導体を埋めることが相当します。(2)でしたら、金属ケースの適当なところにネジ止めすることが相当します(あるいは、回路パターンでアース電位に相当するところに接続するのでも基本的に同じです)。

参考URLも併せてご覧ください。(「アースについて」の似た質問と、その回答です)

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=48429

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=48429
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電気製品が万一漏電したときに、電気を大地に逃がすための道を作っておき、感電による事故を防ぐためです



洗濯機、電子レンジ、衣類乾燥機、食器洗い機、エアコンの室外機
(※冷蔵庫なども水気や湿気の多い場所では人体への電気の通りがよくなるので取り付ける事をおすすめします。)


参考URLでアースの取り付け方も詳しく出ています

参考URL:http://www.sharp.co.jp/support/kurasi/hn/21a6.html
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 先日、オーブン・電子レンジを購入いたしました。本体にアース線が付いており、アース線をコンセントに接続するように書いてありますが、コンセントにアース線を接続する所がありません。それに、延長コードを使用していますので、仮にコンセントまでアース線を引いて来れても接続できません。どうすればいいのでしょうか。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

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最近の住宅で感電は無いでしょう
接地工事は資格要りますが、レンジに昔同封のアース棒地面に刺す行為は資格要りません
あくまで資格とは接地極お工事です、これには法に見合った接地抵抗測定が有るからです。
洗濯機は水を使いますので、水道の接地とで感電が有るのでアースは必要ですが、レンジは乾燥した床材で触るので感電は有りません、メーカーはPL法で責任区分してますが、「故に自己責任範囲」
女性の場合、妊娠の場合はレンジの近くに寄らないことが良いですね。

Q電位差がなければ電流は流れませんか?

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曲がらない」ということに似ています。一般的にはこれは正しいの
ですが、そうではない状況はしょっちゅうあるのです。

正確に言うと、「ハンドルを切ってないのに、車の方向が変わる」
という現象があります。(ドリフトやスリップなど特殊な状態は
除きます)

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戻しますが、ハンドルが戻ってまっすぐになったときに車は右折を
完了しています。つまり車の方向は90度右に向いています。(右折後
車は直進はしていますが、最初の方向とは違っています)

この様子を描いてみました。
少々解りにくいですが、この車とハンドルのような動きをする部品が
あります。(図の動作はインダクタという部品に相当します)
この部品に、変化する電圧を加えると電圧と流れる電流が同じ形に
ならないので、電圧が0の時にも電流が流れているという状態が出現
します。

これは決して特殊なことではなく、普通の回路のなかでは頻繁に
行われています。でも、インダクタの電流を意識するのは専門家だけ
ですから、一般的には「電位差のないところでは電流は流れない」と
思ってOKです。

tanceです。

一般的には電位差がないと電流は流れないというのは、それで良いと
思います。

後半のややこしい説明は喩えて言うと、「ハンドルを切らないと車は
曲がらない」ということに似ています。一般的にはこれは正しいの
ですが、そうではない状況はしょっちゅうあるのです。

正確に言うと、「ハンドルを切ってないのに、車の方向が変わる」
という現象があります。(ドリフトやスリップなど特殊な状態は
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よく電気製品に片方はプラスに、もう片方はアースをとる?つなげる?という言い方がありますが、アースについてどなたか詳しくご教授下さい。常にマイナス側がアースなのかetc...

よろしくお願いします。

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電位の基準は習慣的にマイナス側を取りますが、プラス側をアースと定めても物理的には本質的な違いはありません。
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Q電位差(電圧)とアースについて

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 アースすることの意味がいまひとつわかりません。解説をお願いいたします。

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[わざわざ大地にアースをとり、基準となる0Vを規定する必要はないのではないでしょうか?]
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しかし、100Vなどになると、機器の故障などで、
感電の危険があり、人体を保護するために接地が必要です。
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Q電気回路のGNDとマイナスについて

工学部の3年生です、恥ずかしくて今更誰にも聞けないのでここで教えてください。

実験等で使用する直流電源のGNDとマイナスが(下図のように)繋がってるのはなんでなのでしょうか?

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○  ○=○

そもそもGNDとマイナスの違いがよくわかりません。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

GNDは文字通り大地です。
GNDは必ず必要ではありません、ただし弱電機器等では非常に雑音を拾いやすくなります。
極〃一般的には電源のマイナス側をアース(GND)して、0Vとするケースが多いが、例として電源を抵抗等で分割して5Vの電位をアース(GND)すれば、電源のマイナス端子はー5Vになります。
一般に+端子に対して-(端子)と表現され、-端子に対する+端子の電位差を電圧と言っています(+端子に対する-端子の電位差は-〇Vです)。
乱暴な表現ですが、各パーツが+から供給された電気をどこに落とすか(各パーツ共通の電位へ)がGNDです、さらにそれを大地に接地すれば文字通りのGNDです。

Qアースって何?

アースの意味がよく分かりません。
洗濯機や電子レンジにはアースがありますが、冷蔵庫のアースはつなげなくてもよいと説明を受けました。
海外のコンセントにはアースがついて?3本の差込のものがあります。
カーオーディオは、アースをボディーにつながないと動きません。
車のバッテリーあがりの時につなげるブースターケーブルの説明には、片方をボディーアースするように書いてありますが、直接つないでもできます。
・・・等等、いったいアースって?
乾電池に豆電球をつなげる程度の知識しかない私にはボディーアースの意味もよく分かりません。
直流と交流の違いもなんとなくしか・・・。
どうか教えてください。

Aベストアンサー

電気関係で「アース」といわれているものには大きく分けて2通りあります。家電製品で「アース線をつなぐ」ようになっているのは、下のお二方の回答にもあるように 接地で基準電位をとることによって漏電による感電を防ぐためで、つながなくても普通に使えるので重要性があまり感じられませんが、万一何か想定していなかった不具合や事故などが生じた時、感電や機器の破損などにつながる恐れがあるのできちんとつないだほうが安全です。「つなげなくてもよい」というのは、本体などに漏電対策がしっかりしてあるからという根拠かと思われます。パソコン関連の機器は不定の電位変化に弱いものが多いので、アースはつけておくほうがよいと思います(なので、OA 機器用のコンセントは普通の2本の電極にアースを加えた3本ピン仕様になっているものがよくある)。

もうひとつは、#2 さんの回答の中にもあるように、電気回路の配線の中で 帰りの経路を省略するために機器の金属ケースや車のシャーシ(骨組み)などを電線代わりに利用するもので、この「アース」は確かに回路内での基準電位点を与える役目ではありますが、地面の電位に接地しているわけではありません(ので 漏電対策という意味合いはありません)。

> 車のバッテリーあがりの時につなげるブースターケーブルの説明には、片方を
> ボディーアースするように書いてありますが、直接つないでも
できますが、ボディアースを使うことをお勧めします。なぜかというと、直接電極に付けに行くと火花が飛んで引火の可能性があるからです。

電気関係で「アース」といわれているものには大きく分けて2通りあります。家電製品で「アース線をつなぐ」ようになっているのは、下のお二方の回答にもあるように 接地で基準電位をとることによって漏電による感電を防ぐためで、つながなくても普通に使えるので重要性があまり感じられませんが、万一何か想定していなかった不具合や事故などが生じた時、感電や機器の破損などにつながる恐れがあるのできちんとつないだほうが安全です。「つなげなくてもよい」というのは、本体などに漏電対策がしっかりしてある...続きを読む

Q交流の接地側とは何でしょうか?

家庭用交流回路には、接地側(白線)と非接地側(黒線)があり、「白線は安全」、「黒線は感電の危険あり」ということになっています。私の疑問は、「交流とは、プラスとマイナスが交互に入れ代わるもの」と記憶していますので、「接地側も、非接地側も交互に入れ代わるのでは?」と思った次第です。この辺りを理解したいのですが、よろしく御願い申しあげます。

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>高電位のトランスを接地させる=ショート…

#3です。
通常は片側しか接地しませんから、接地された側が大地と同電位になるだけです。電流は電位差のあるところに流れるのであって、同電位のところには流れません。したがってショートするとは言いません。
なお、その接地したところ以外で、電線が垂れ下がったり、機械の絶縁が壊れたりするとショートします。これを地絡事故といいます。

>電柱からのアース線にはスゴイ電流がいつも流れている…

一般に電気は抵抗の少ないところに流れます。アースの抵抗は、電線の抵抗に較べればはるかに大きいものです。通常は、抵抗の少ない電線の中ばかりを流れ、アース線に電流が流れることはありません。
ただ、電線も負荷機械もすべて絶縁してありますが、人間の作るものに完璧なものはありません。どんなに丈夫な絶縁を施しても、ごくわずかな電流は漏れます。ふだんはこのわずかな漏れ電流が、電柱のアース線を通って、電源へ帰って行っているのです。

Qアースの意味がよく分かりません

アース(接地)について教えてください。


UPSの二次側が単相3線(200V/100V)になっています。
中性線がB種接地してるようです。
ここから100V取る場合、端っこと中性線を接続すれば良いはずですが、
これってUPSから来た電気が地面に流れるって事ですよね?
中学校の理科で、電流の流れは電子の流れなので実際は逆になっている
と習いました。
となると、電流(電子)は地面から沸いてくるって事ですよね?
そんなバカな。。間違ってるのは分かるのですが、うまく説明出来る方
いらっしゃいませんか。
もし中性線を接地していなければ100vは取れないのでしょうか。


電気設備を見ていると何もかもアースに繋がっていますが、地面って
そんなに電気通しやすいのですか?乾いていたら通しにくそうに思える
のですが。。。まあこれも間違っているのは分かってるのですが、
電気の素人の方は私の気持ちが分かって下さると思います。。(涙


最後に、乾電池で豆電球を光らせるとします。
+を電池につないで、-の線を電池に繋がず地面に差したら電球は光る
のでしょうか??
もし光るなら、これまた最初の質問のように電子が地面から沸いてくる
って事になるのですが。。。


馬鹿馬鹿しい質問で恐縮です。よろしくお願い致します。

アース(接地)について教えてください。


UPSの二次側が単相3線(200V/100V)になっています。
中性線がB種接地してるようです。
ここから100V取る場合、端っこと中性線を接続すれば良いはずですが、
これってUPSから来た電気が地面に流れるって事ですよね?
中学校の理科で、電流の流れは電子の流れなので実際は逆になっている
と習いました。
となると、電流(電子)は地面から沸いてくるって事ですよね?
そんなバカな。。間違ってるのは分かるのですが、うまく説明出来る方
いらっしゃいません...続きを読む

Aベストアンサー

No.4の者です。まだスッキリとはいかないようですね。

 既に他の方も書いておられます通り、電線一本ではそこに電流は流れません。白相のみを接地しても、地絡とはなりません。地絡となるのは、一線接地された電源で、接地されていない相も大地に触れてしまった場合です。
 このとき、白相 --- 大地 --- (地絡故障点) --- 黒(若しくは赤)相
と云う閉回路が構成されて地絡電流が流れ出すわけです。そして、この地絡故障点を取り除けば、黒(若しくは赤)相に流れる電流は全て正規に接続された負荷のみを通り、白相を通って電源に戻る。云わば地絡状態とは、正規に接続された負荷と並列に、大地が負荷として接続されてしまった状態を指すのです。
 通常、白相が接地されていますが、健全な回路では接地されている大地から黒(若しくは赤)相へ電気を流し得る経路が存在しない為、結果、白相-大地間のアース線にも電流は流れません。

 云うワケで
>ですからRSTの3線で、Sを接地していたら、RからSを通って地面に流れるのでは?
 Sを接地していても、健全回路ではRからSへ流れる経路は「正規接続された負荷」と「その両端に接続された2本の電線」しか存在しません。Rから地面に流れる路は無いのです。
 もしここで、「両端に接続された電線のうちの一方のみを通り、(帰り途に用意されているもう片方の電線を通らずに)大地を通って電源に帰る電流」が存在すると地絡発生となるわけです。
 いかがでしょうか。

No.4の者です。まだスッキリとはいかないようですね。

 既に他の方も書いておられます通り、電線一本ではそこに電流は流れません。白相のみを接地しても、地絡とはなりません。地絡となるのは、一線接地された電源で、接地されていない相も大地に触れてしまった場合です。
 このとき、白相 --- 大地 --- (地絡故障点) --- 黒(若しくは赤)相
と云う閉回路が構成されて地絡電流が流れ出すわけです。そして、この地絡故障点を取り除けば、黒(若しくは赤)相に流れる電流は全て正規に接続された負荷のみを...続きを読む

Qオーディオ電源アースの取り方

御多忙の処恐ですが、基本的に「オーディオは音を良くする為にはアースを取った方が良い」と
言われましたが私の住んでいる処は7階建ての6階なので直接土の地面からアースを取ることが出来ません「取れなければ取らなくても良い?」との話も聞いた事が有りますが如何な物なのでしょうか 壁のコンセントにはアースが接続されているとも聞きますがやはり心配なので伺いたいのですが 上記私の住まいの様な場所で簡単に電源アースを取る方法をご教授願います。

尚、オーディオに関しては土素人な者で宜しく先輩諸氏のお教えを伺いたいと思いますので宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

コンセントAC100Vは片側がアース接地になっています、200Vの場合は100V+100Vのセンターアースです。
オーディオに於いて言われるほどアースは重要でないのではないかと思われます、アース接地のやり方が悪ければ全く無意味な場合もあるからです、地面の湿度が低ければアースにならないのと、工作機械などがそのアースラインを使用している場合は、アース線経由で工作機械やエアコンのノイズが回って来る事さえあります。
そう考えると地面に数か所のアース杭を打ち込み単独でアースを6階まで引く工事をする必要がありますが、あまりに高額なので、その位なら1KVAのノイズカットトランスなどをお使いになった方が良いかと思います。
http://fa-ubon.jp/product/category_nct_i1_denken.html
またオーディオにおける電源など上をみればいくらでもあります、例えば2mの3Pテーブルタップコンセントが50万とかRCAケーブルだって2mでステレオでコネクターを付けて5万とかスピーカーケーブルだって1m当たり1万なんてのは良くあります。
つまりは自分のオーディオシステムが20万なのに50万のテーブルタップは意味無いというかそれなら70万のシステムを買った方が音が良いと思えます。
そう考えると、究極まで行きついた人たちの話を基準にしてしまうのはどうかなと思います、ケーブルでアースで音が変わる、確かに変わります(音が良くなるかは別問題です)が、だからといって、他にお金をかければもっとよくなる要素があるのに、変化の少ないケーブルやアースにお金をかけるのは、あまり良い方法とは思えません。

コンセントAC100Vは片側がアース接地になっています、200Vの場合は100V+100Vのセンターアースです。
オーディオに於いて言われるほどアースは重要でないのではないかと思われます、アース接地のやり方が悪ければ全く無意味な場合もあるからです、地面の湿度が低ければアースにならないのと、工作機械などがそのアースラインを使用している場合は、アース線経由で工作機械やエアコンのノイズが回って来る事さえあります。
そう考えると地面に数か所のアース杭を打ち込み単独でアースを6階まで引く工事をする必要が...続きを読む


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