3Pコンセントの電圧測定について

デスクトップPC等で使われる電源ケーブルを、アース線を宙ぶらりんの状態でコンセントに接続しアナログテスターでA、B、Cの間の電圧を測定してみると、A-C間は予想通り102V程度になったのですが、A-B間、およびB-C間で10Vほどの電圧が観測されました。（テスターはACレンジ）

Bは宙ぶらりんになっていて回路としては開放状態にあるのに、何故電圧が計測できたのでしょうか？念のため、ケーブル単体でコンセントに接続せずに抵抗測定モードでA-B、B-C間をはかってみましたが当然絶縁状態でした。手持ちのケーブル５本ほど全てで起こったので、一般的な現象だと思うのですが、何が起こっているのでしょうか。

No.3 ベストアンサー 回答者： rnakamra 回答日時： 2016/08/08 18:33

A-B間、B-C間、A-C間にはコンデンサーが形成されます。

A-B間,B-C間の二つのインピーダンスはかなり近い値になるでしょうから同じとみなしこれをZ1とします。

A-C間に交流電圧Vを与えるとA-B間には二つのZ1で分圧された
V*Z1/(Z1+Z1)=V/2
の大きさの電圧が現れます。今回の場合は51V程度かかることになるでしょう。

でも、実際に測定すると10V程度しかないと出てきます。
これは、測定する行為そのものがこの分圧に影響を与えてしまいA-B間の電圧を大きく下げてしまったのです。

通常、電圧を測定する場合は測定する２点にプローブを当てて測定します。その際、プローブを通じて測定器に大きな電流が流れると、実際の電圧が変わってしまうため、計測器の入力インピーダンスは十分に大きくする必要があります。
実際に電圧計の入力インピーダンスはそれなりに大きくなっています。

ですが、今回の場合、電圧に関与する二つのインピーダンスZ1はかなり大きく(でないと常にケーブルに大きなリーク電流が流れてしまうことになるでしょう)、アナログ電圧計の入力インピーダンスZ2すら超えてしまいます。

そのため、分圧比はZ1:(Z1+Z1)ではなくほぼZ2:(Z1+Z2)になってしまい、元の1/2よりもかなり小さくなってしまいます。
そのため、本来V/2の電圧が得られるはずがもっと小さい電圧になってしまうのです。

入力インピーダンスが大きいDMMを使ったり、同じ入力インピーダンスを持つ電圧計をB-C間に取り付けるとV/2に近い出力が得られるでしょう。

この回答へのお礼

詳しいご回答ありがとうございました。試しに、アナログテスターのレンジを変えて測定してみると、12Vレンジで0.8V、600V程度レンジで40Vぐらいに観測されました。まさに入力インピーダンスの違いが表れているのだと思います。電圧測定モードだから入力インピーダンスは十分高いという思い込みでした。すっきりしました。

お礼日時：2016/08/11 22:02

No.2 回答者： isoworld 回答日時： 2016/08/08 16:22

ＡやＣからの電磁誘導によるものです。

内部抵抗が小さなAC電圧計で測ると、ほぼゼロになります。

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2016/08/11 22:07

No.1 回答者： fusa34 回答日時： 2016/08/07 19:10

静電誘導電圧です。

B線は、一見絶縁されているように見えますが、交流の電気に対してはA線、C線との間に、静電容量（コンデンサ）が存在します。このため、電圧が生じるのです。

この回答へのお礼

線と線が並行に走っているので、容量が存在するのですね。ありがとうございました。

お礼日時：2016/08/11 22:08