単相と三相の違い、メリットとデメリット

お世話になっております。
だいぶ年の離れた高校に通う従兄弟がおります。

ある日に質問を受けることがありました。
「日本と外国でコンセントの形が違うって知ったんだけど、電気は単相と三相で
違うみたいだね。日本は単相で50Hzか60Hzだって知ってるんだけど、三相って
どんなヤツなの?三相にしてメリットとかデメリットってあるの?それで電圧も
200V以上らしいけど何で?」
と聞かれました。

私が電子工学を専攻していたので電気を知ってると思い聞いてきたと思います。
ただ、正体は電子で100V以下のことしかいじってないので電気はそんなに
詳しくないのです。
(ミリVとかマイクロVとかそんなのばっかです。)

三相は位相が120度づつずれて送られることだと思ってます(汗)。
メリットは高圧のほうが途中の損失などが少なく効率よく送電できると思ってます(汗)。
デメリットは・・・思い浮かばない(汗)。
200V以上なのは、上記の送電の効率がいい(汗)。

うまく答えられず次回あったときに説明すると言っておきました。
(忘れててくれれば助かるな。。。)

どなたか、うまく説明できる内容を教えていただいてもよろしいでしょうか。
よろしくお願いいたします。

A 回答 (3件)

三相三線だと単相二線に対し線を1本増やすだけで3倍の電力を送れる。



 …逆に言えば2本で十分間に合う程度の電力を送るのにも三相三線だと必ず3本の線を引かなきゃいけないという事です。そして三相均等に使わなければならないので直流を得るのにも整流素子が少なくとも3個(単相なら1個)必要だったりしますから、単相で間に合うのに三相を引くのはコスト高になります。

 誘導電動機を使う場合は三相だとごくシンプルな仕組みでいいんですが、単相だと始動に工夫がいるとか(普通に使われていますが)ないこともないです。

 線を1本増やすだけで3倍の電力を送れるのがメリットなので、別に200Vが必須という訳ではありませんが、大電力を送りたいのですから電圧は高いほうがロスが減って有利ですわな…。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
参考になりました。
線一本増やして三倍の電力が送れるんですね。
ただコストが高くなると・・・

お礼日時:2010/08/31 11:14

>三相は位相が120度づつずれて送られることだと思ってます(汗)。


>メリットは高圧のほうが途中の損失などが少なく効率よく送電できると思ってます(汗)。
日本の送電は6600Vが主流ですので、200Vで長距離送電する訳ではないので、実質は大差はありません。
(6600Vが主流は語弊があるかもしれません)
メリットは、高圧のためエネルギーも大きくなるので、出力が大きく取り出せるため、仕事の効率が良くなることです。

デメリットは、高圧のため漏電した時は死に至ります。
そのため、海外では三相4線が主流です。

後はURLを参照ください。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E7%9B%B8% …
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
参考になりました。
送電は6000V以上なんですね。それに比べれば200Vも100Vも効率云々は
あまり関係ないですね。。。
URLも見てみたいと思います。

お礼日時:2010/08/31 11:16

当方アホですので、今まで自分の思っていた事を少し。

単相ですが主に家庭用電源で100V 端子2本、極々一般的なコンセント。二相 端子3本 三相 端子4本両方とも工業用電源と思ってました。周波数の波が細かくなるので精密機械(工業用ロボット等)で安定した電力供給が出来るのでは無かったでしょうか?
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
参考になりました。
私自身でももう少し勉強してから答えたいと思います。

お礼日時:2010/08/31 11:12

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Q単相と3相の違い

単相交流と3相交流の違いが知りたいです。
あと3層交流をモーターにつないだとき青と赤を
入れ替えると逆回転しますがどのような理屈になるのでしょうか?
白はは真ん中と決まっているのでしょうか?

Aベストアンサー

一般の家庭などに供給されているのは“単相交流”です。
工場などで、“動力”などと呼ばれているのが“三相交流”です。
単相は電線が2本で、三相は電線が3本、または4本です。

単相電力では、プラス・マイナスの電流の方向が交互に変化します。つまり“上下運動”のように電圧が正負にめまぐるしく切り替わっています。
ですから、このままではモーターは回りません。そこで少し右に回るように手を加えてやると、右にどんどん回りだします。
左に回るように力を与えれば、これまた左にどんどん回りだします。
つまり、単相では、どちらかの方向に“起動トルク”を与えれば、回転方向が決まります。

三相は、それぞれ120度の位相差を持った“単相”を三つ重ねたものです。
この特徴は“回転磁界”を伴う事です。最初から回転する特性を持っていますので、起動トルクを加える必要がありません。
3本の電線なら、その2本を入れ替える事で、“位相差”が逆になります。
そうなると、“回転磁界”も反転する事になります。

以上の説明は、図に描かないと非常に理解し難いものなのです。
できれば書店で電気の“交流理論”に関する参考書をお求めください。
それを学ばれてから、今一度理解できないところをお尋ねいただいた方が良いと思います。

一般の家庭などに供給されているのは“単相交流”です。
工場などで、“動力”などと呼ばれているのが“三相交流”です。
単相は電線が2本で、三相は電線が3本、または4本です。

単相電力では、プラス・マイナスの電流の方向が交互に変化します。つまり“上下運動”のように電圧が正負にめまぐるしく切り替わっています。
ですから、このままではモーターは回りません。そこで少し右に回るように手を加えてやると、右にどんどん回りだします。
左に回るように力を与えれば、これまた左にどんどん回りだします。
...続きを読む

Q電源 200V単相と3相の違い

電源 200V単相と3相の違いについて教えてください。
どう違うのでしょうか?
電気のことはぜんぜん分からないので詳しくお願いします。

あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとるとどうなりますか?(家庭用電源ではなく、会社の電源です)

200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとるとどうなりますか?

Aベストアンサー

> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
(なお、既出の一部に明らかな誤解もあるようですが、それを指摘することは、規約違反となり、削除対象とされるので控えます。)
電気の理論には、「対地電圧」という考え方があります。大地に対する電圧です。単相200Vの対地電圧は、100Vしかありません。それに対し、三相200Vの対地電圧は、173Vまたは200Vあります。この違いは、万が一感電した場合の人体に及ぼす危険性に影響します。このため、住宅の屋内では原則として、三相200Vを使用することができません。ご質問は、会社ということですから、この点はクリヤされますが、そのサーバーが、対地電圧150V以上に耐える設計がなされているかどうかを、確認する必要があります。

> あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとると…

前項の問題がクリヤしたとして、次に、質問者さんの会社が、低圧受電か高圧受電かによって、この答えは変わってきます。
電力会社から200Vの低圧で受電し、単相と三相の二つのメーターが付いている場合、原則として単相負荷は単相契約で使用します。何らかの事情で単相負荷を三相契約で使用したい場合は、事前に電力会社と協議し、それなりに基本料金を支払うことが必要です。
6,000Vあるいはそれ以上の高圧で受電し、自社内で200Vに落として使っている場合のうち、電力会社との契約が「負荷契約」であったら、前述の低圧の場合と同じです。
高圧受電で、電力会社との契約が「変圧器契約」であれば、単相負荷を三相配線で使用しても、道義的には問題ありません、ただし、三相変圧器に単相負荷をかけると不平衡が生じ、電圧降下や変圧器の温度上昇を招く場合もあります。事前に十分な技術的検討が必要です。

> 200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとると…

200Vで30Aということは、6kVAの容量といいます。200V50A(三相)は、17.3kVAですが、そこに6kVAの余裕があるかどうかを検討しなければなりません。単相の電源盤からとるとしても、同じです。余裕がなければ、電線を太くして、ブレーカも大きなものに取り替えることなどが必要になります。
どのような業種の会社か存じませんが、「エアコンのスイッチを入れたら、サーバーまで落ちてしまった」ではしゃれにもなりません。
経験的に、単相にしろ三相にしろ、6kVAもの余裕がある電源盤は、比較的少ないように思います。事前に電気工事業者と十分な打ち合わせをされることをお薦めします。

> 電源200V単相と3相の違い…

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Q単相モーターと三相モーターの違い。その利点と欠点。を教えてください。

位相の数が違う。といってもその「位相」って言葉から複雑怪奇。バカにでも理解できるようにわかりやすい言葉で教えてください。
単相と三相の利点と欠点。使い分け方。マメ知識なんぞ教えてください。
恥ずかしくて誰にも聞けないんです。

Aベストアンサー

一番大きな違いは、簡単な構造で、起動できるか(自分で回転を始められるか)どうかだと思います。一番簡単な構造である 誘導電動機で三相の場合はスイッチを入れるだけで回転を始めますが、単層の場合は、唸っているだけで回転を始められません。単相電動機でも何らかの方法で回転させれば、(例えば手で回しても良い、回転方向は、回してやった方向で決まる。)回転を続けます。この方法には、コンデンサー起動、反発起動等がありますが 1/2HPぐらいまでの小さなものに限られます。町工場など住宅地では、三相交流の供給が受けられませんので苦労したこともありました。


hp

Q3相3線と単相3線の見分けかた

こんにちは。

お客さんのところへ行って、分電盤を見ることがあるのですが、ブレーカを見て3相か単相か見分けることは出来るのでしょうか?

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

>電圧がかかっている線をブレーカの極につないで、電圧がかかっていないほうは…

小さな手動スイッチが並んでいるだけです。
分電盤の一番下に、白線 (他色のこともある) ばかりがずらーっとつながれています。

ここ十数年は作られていませんが、古い建物ではまだ多く残っています。

Q三相200Vを単相200Vで使用したい

三相200V電源を単相200V電源として使用したいのですが。
三相200Vの場合,R(赤)S(白)T(黒)の3線が電源として配線されておりますが,単相200Vととして使用する場合,R-S,R-T,S-Tのいづれを取っても良いのでしょうか。

以前にいづれかがアースに落ちている場合があると聞いたことがあり,この辺が不明なのですが。

Aベストアンサー

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バンクの三角 (またはV) 結線で一線接地。たぶん S線が接地されている。
(b) 灯動兼用バンクの V結線で、中性点接地。たぶん S線とT銭の中間で接地されている。

(a) のケースで単相負荷を取り出すには、三つに分割できる場合は、各相に均等になるように。(b) のケースでは、電灯と共用されている変圧器の容量が大きいので、中性点が接地されている相につなぐ。

【4】 電力会社との契約種別。
(a) 低圧。
(b) 高圧または特別高圧。

(a) の場合は電力会社の、(b) の場合は主任技術者の指示を仰ぐことが必要です。

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バ...続きを読む

Q三相電力のUVWとRSTの違いについて

三相電力にはU相V相W相がありますよね?これはR相S相T相とどこが
違うのですか?
また、各相は発電したときから決まっているのですか?
素人の考えですが相というのは単に波形の順番に過ぎないと思いますのでどのケーブルが何相であってもかまわないような気がするのですが。
どなたか教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

もともとは、RST、UVWに意味は無かったはずです。

有効電力がPowerから、P となった後
単にアルファベット順から、Qが無効電力、 Rは抵抗なので飛ばして
Sが皮相電力を表すようになったと記憶してます。
・・・P、Q、(R)、S、T、U、V、W、X、Y、Z

相の呼称に関しても、アルファベットの終わりより3つ1組として
 XYZ、UVW、RST が利用されるようになったと記憶してます。
XYZは何かと登場するため、利用は避けられているようですが
既にご回答されているUVWやRSTに対する意味づけは、後付けルールみたいなものだと思います。
1次側は大文字、2次側は小文字と区別しているケースも見かけます。

Q三相と単相の違いや用途について

三相交流と、単相交流の違いを、おばちゃんにでも分かるような回答をして頂きたいのですが・・・。

例えば、三相交流はどういう時に使用する、単相はこういう時に使用するなど。
また、それぞれのメリット、デメリットも教えて頂ければと思います。

宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

1)送電能力:同じ太さの送電線で単相は2本の線を使い100の電力を送れれば、3相は3本の線を使い100√3、即ち173の電力を送れます、3相は電線1本当たり15%程効率が良い、日本全体で考えれば銅線の削減量は凄いです、変圧器も同じ事がいえます。

2)誘導モーターの起動:工場では交流モーターの殆どは安価な誘導モーターを使います、単相モーターの場合は起動力が無くモーター内に特別な起動装置を設ける必要があり、又その場合も起動の力は弱いです、三相モーターは自身で起動力を発生し、その力は大きいです。従って工場のモーターは殆ど3相モーターです。

3)直流変換:新幹線を除く電車の多くは直流で動いています、これは発電所より送られた交流を直流に変換しています、単相を両波整流すると120ヶ/秒(50HZ地区では100ヶ/秒)の山と谷が出来、使い辛い凸凹した波形です。3相の場合はこの3倍の波形で凸凹が少なく電車のモーターも効率良く稼動します。要は強力な電磁石には凸凹は障害となります。 波形の比較は下記URLで

http://homepage2.nifty.com/ja9yx/denki/2007-03-22seiryuki.html

1)送電能力:同じ太さの送電線で単相は2本の線を使い100の電力を送れれば、3相は3本の線を使い100√3、即ち173の電力を送れます、3相は電線1本当たり15%程効率が良い、日本全体で考えれば銅線の削減量は凄いです、変圧器も同じ事がいえます。

2)誘導モーターの起動:工場では交流モーターの殆どは安価な誘導モーターを使います、単相モーターの場合は起動力が無くモーター内に特別な起動装置を設ける必要があり、又その場合も起動の力は弱いです、三相モーターは自身で起動力を発生し、その...続きを読む

Q単相三線のメリット

海外旅行での電気変換の為のアダプタの購入を考えていたら、家庭用の配電方法にやたら単相四線式の方式を多いのに気が付きました。日本のメインは単相三線式が採用されています。そこで、この単相四線式を採用しないで単相三線式を採用したメリットを知りたく、色々調べてみたのですが、わかりません(確かに、コスト、配電線、機器類の費用を考えると、メリットはありそうです)。単相三線式を採用した何か決定的な理由があれば、教えてください。(ちなみに、この単相三線式採用は日本と台湾なんですね。驚いています)。宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

単相四線式は三相を1相ずつ使用する方式です(二次側スター接続)

単相三線式100Vは 三相電源の1相のみを使用します、変圧器の巻線の中間点と両端を出力するもので、中間点を接地します(三線)

中間点と両端それぞれの間は100V、両端間は200Vになります

相間のバランスは、複数の需要家へ異なる相を供給することで調整します

単相三線式のメリットは、分電盤以降の配線の対応で 100V負荷にも 200V負荷にも対応できることです
単相四線式の場合には、このようなことはできませんから、200V負荷用には、受電から別の配線が必要になります(当然 遮断器や電力量計も別に必要です)

大消費電力の機器は電流の関係で200V電源を必要とします
一般家庭の電源電圧が100Vの場合、単相三線式ならば分電盤以降の工事のみで200V使用に対応できます
単相四線式の場合は受電から工事が必要になります

一般家庭が200Vの場合、200V以外の機器を使用することは無いので、単相三線式のメリットはありません

単相三線式を採用していない国の、一般家庭用の電源電圧を確認してみてください

100Vのみの供給で、相間のバランスを考慮する必要がある場合は、単相四線式を採用します
以前、職場のあったビルは 100V系は 300KVA三相変圧器を使用して、単相四線式で配線されていました

単相四線式は三相を1相ずつ使用する方式です(二次側スター接続)

単相三線式100Vは 三相電源の1相のみを使用します、変圧器の巻線の中間点と両端を出力するもので、中間点を接地します(三線)

中間点と両端それぞれの間は100V、両端間は200Vになります

相間のバランスは、複数の需要家へ異なる相を供給することで調整します

単相三線式のメリットは、分電盤以降の配線の対応で 100V負荷にも 200V負荷にも対応できることです
単相四線式の場合には、このようなことはできませんから、200V負荷用に...続きを読む

Q交流には3相がよく用いられますが、2相や4相は?

交流には3相がよく用いられますが、2相や4相はないのでしょうか?

なぜ3なのか?単純な疑問です。
お判りの方宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

2相ですと180度位相のずれた波形になります。
(紙に書いて下さい)
仮に100Vとします、これをよく見ると、0Vの個所があります、そして波高値は100×√2≒141V、この141Vが上側と下側にあります。
機器の端子から見れば両方が足された電圧になりますので波高値の時の端子間電圧は282Vです。

0Vから電圧が上昇して最大値で282V、それから電圧が下がっていきまた0Vの地点を経過する、これの繰り返し。
機器に加わる電圧としては単相の電圧変化と全く同じです。
2相100V=単相200V、従って2相交流という扱いはしません。


4相だとすると90度ずつ位相がずれる事になります、仮にA相・B相・C相・D相とすると、A・Cは180度ずれており前述の2相交流と同じでAとCで一つの相(電圧は2倍になる)BとDで一つの相(電圧は2倍)両者の位相は90度違い。
これは4相4線では無くて単相2線が2組有るということです。

N相を設けて4相5線にしたらどうか?、という意見が出ると思います。
たしかにN相を設ければ電圧は4種類有ることになります、しかし3相から1相増えるだけなのに配線は2本も増えてしまう。
さらに機器の作りも複雑になります、N相を基準として4つの単相が有る、という感じの使い方になってしまう。
4相5線にメリットはありません。


3相は120度の位相ですので時計の文字盤に当てはめると12時(R相)、4時(S相)、8時(T相)ですね。
12時Rが最大値であるとして、次第に電圧が下がっていき次に4時Sが最大値になるそして下がっていく次は8時Tが最大値になる、この繰り返し12→4→8→12→4→8→12→、電圧が最大になる個所が文字盤の上をぐるぐる回っているでしょう。
だからモーターが回る。

2相ですと180度位相のずれた波形になります。
(紙に書いて下さい)
仮に100Vとします、これをよく見ると、0Vの個所があります、そして波高値は100×√2≒141V、この141Vが上側と下側にあります。
機器の端子から見れば両方が足された電圧になりますので波高値の時の端子間電圧は282Vです。

0Vから電圧が上昇して最大値で282V、それから電圧が下がっていきまた0Vの地点を経過する、これの繰り返し。
機器に加わる電圧としては単相の電圧変化と全く同じです。
2相100V=単相20...続きを読む

Q電気回路の中性線とアースについて

気になったのでどなたか教えてください。


一般家庭の電源というのは、交流の単相3線式が多いと思うのですが、
単相3線式の回路図などを見ると、真ん中の線は中性線と呼ばれ
必ず接地されているそうですね。


で、100V電源の場合は必ずコンセントの片方が中性線になって
いるとの事ですが、ここで疑問です。


家電製品などによくアース線というものが付いています。
(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
ないのですか?


また極端な話、中性線=接地(アース)された線と考えると、
次のような感じの改造をしたとしても家電製品は普通に使えるのでしょうか?
(危ないので絶対にしませんが、考え方としてどうか?をお聞きしたいです)


赤、白、黒の3線のうち、白を中性線とし、赤と白の2本がコンセントとして
きている場合、白を外してアース線に繋いだ場合。
(添付画像参照)


よろしくお願い致します。

気になったのでどなたか教えてください。


一般家庭の電源というのは、交流の単相3線式が多いと思うのですが、
単相3線式の回路図などを見ると、真ん中の線は中性線と呼ばれ
必ず接地されているそうですね。


で、100V電源の場合は必ずコンセントの片方が中性線になって
いるとの事ですが、ここで疑問です。


家電製品などによくアース線というものが付いています。
(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
ように接地するものだという事ですが...続きを読む

Aベストアンサー

>家電製品などによくアース線というものが付いています。
>(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

>このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
>ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
>中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
>蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
>ないのですか?

まず色々なところに誤解がありますので1つずつご説明します。

漏電は、電気を逃がしても解決しません。
漏れてはいけないものです。
火事や感電の原因になりますから。

静電気は中性線はおろか電力会社から来ている電源と無関係で、
普通、何の対策もしなくても人体への危険はありません。
但し機器を壊したり、
火花が発火事故の火元になったりすることはありますから、
それを防止するのに対策することはあります。
機器から電荷を逃がすというより、
どちらかと言えば人間から電荷を逃がします。
導電性の靴を履き床を導電性にしたりします。
電子部品なんかは導電性の袋に入れたりします。
これは静電気による帯電で例えばICチップのピン間に
何千ボルトという静電気由来の電圧がかかったりするのを
防止する為です。

次は家電製品についているアース線と、電源系統の中性線ですが、
これは全く別のものです。

アース線も電源系統の中性線は正しく接続すれば同電位です。
しかし目的が違います。

アース線は家電製品の表面や筐体などに、
故障や不良により、
内部の電源や昇圧された電源から給電されてしまったような場合、
それを逃がす為の線です。
こうしてあれば、
内部の電源や昇圧された電源から給電されてしまっても、
とりあえず電流はアース線を通って大地に逃げます。
人間が触れてもアース線と人体とでは、
圧倒的にアース線の方が抵抗が小さいので、
人間には電流はほとんど流れません。
これで人間を守ろうというのです。

ちなみにこれは3線式に限りません。2線式でも同じです。


>また極端な話、中性線=接地(アース)された線と考えると、
>次のような感じの改造をしたとしても家電製品は普通に使えるのでしょうか?

まともに動かないと思います。
確かに大地の電位と給電線の中性線は同電位ですが、
大地には抵抗がありまともに給電できない可能性が高いですね。

また仮にこれで家電を動かすだけの電気が流せたとしても、
これは漏電になります。
漏電遮断器が動作すると思います。

>家電製品などによくアース線というものが付いています。
>(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

>このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
>ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
>中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
>蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
>ないのですか?

まず色々なところに誤解がありますので1つずつご説明します。

漏電は、電気を逃がしても解決しません。
漏れてはいけ...続きを読む


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