電機業界にいると、直流電源と交流電源のどちらかが使われている計器に日常的に遭遇します。
直流電源にはプラスとマイナスがありますが、交流電源は？
むしろ、家庭用の電源にプラスもマイナスもあるのでしょうか？
今回はそんな、家庭用のコンセントにプラスとマイナスはあるのか？ならば逆に差し込んではダメなのかということを話ていきたいと思います。
これが参考になれば幸いです。
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家庭用コンセントにプラスとマイナスの極性はあるの？
学生時代の理科の時間に習ったかと思いますが、世の中には直流電源と交流電源のふたつがあります。
計装業界では、一般的に両方使われており使われる計器の電源なども最初からどちらを使用してくださいということがうたわれているかと思います。
直流電源には基本的にプラスとマイナスの極性があり、逆に配線してはいけないのは電機知識のある人は常識中の常識といえるでしょう。
が、しばしば電機業界では、
「１００ＶのAC（交流）電源のプラスとマイナスを教えてくれ」
という問い合わせがあります。
交流電源といえば、一般家庭に流れている電源で冷蔵庫や電子レンジなど一般生活で使われるような電源です。
コンセントの穴と差し込むプラグの方向の正逆を気にする人はいるでしょうか？
まあ、ほとんどの人が気にしませんよね。それもそのはずで、交流電源にプラスとマイナスの極性はありません。
ですので、どちら向きに差し込んだとしても特別不具合が起きることはありません。
というのも、直流電源は真っすぐ同じ方向に流れる電流の為に、プラスとマイナスがはっきりとしているのですが、その一方で交流電源はせわしなくプラスとマイナスを交互に変えている電流ですので、そもそもプラスとマイナスという概念がないのです。
おそらく、中途半端に知識があるからこそ交流電源に疑問をもってしまったという人も少なくはないのかなと思いますし、その原因として家庭用コンセントの穴もよくよく見ると左右で長さも違いますので、
「あれ？ひょっとして交流電源も極性あるのか？」
と勘違いをしてしまうこともあるのかなと思います。
家庭用電源のコンセント穴の長さの違いってどういうこと？
さて、あまり壁に設置されている家庭用コンセントの穴をじっくりと見たことのある人は少ないかと思います。
この画像、角度の問題もありますが微妙に左が長いように感じませんか？
皆さんの家などはどうでしょうか？おそらく延長用のタップなどでは均一になっているかもしれませんが、壁についているものは左右で微妙な長さが違ってきているかと思います。
では長さが違うということは区別されているということで、何らかの意味があるということですよね。
でも、コンセントを逆にしたとしてもさしたる動作異常はみられない。はたしてこれはどういうことなのでしょうか？
まず、交流電源は先にお伝えしたようにプラスとマイナスという特性をもった極性はありません。
ですが、別の意味合いの極性をもっているのです。それが、
- ホット（あるいはライン）
- コールド（あるいはニュートラル）
のふたつです。そして短い方がホットで長い方がコールドとされています。
長さも違い、名前もついているのですから意味は必ずあるはずですよね。
実は、コールドの方はアースされているのです。
ちなみにアースとは、直訳すると地球という意味になりますがここでは大地。地面のことを指しています。
つまり、導線を『接地』させて何らかの事故があって漏電したときに地面に電気を逃がすという役割をもっています。
どうしてそういう構造にしたのかというと、家の近くって6600Vの高電圧の電源が張り巡らされており、電柱の上にある変圧器で100Vにしてから家庭の電源に入るようになっています。
さて、万が一この変圧器が壊れてしまったらどうなるでしょうか？6600Vの高電流が一気に流れ込んでくるわけで、電化製品が壊れるどころの騒ぎではなく大事故に繋がりかねない事態になってしまいます。
ですので、そんなことにならない為に一本アースさせておいて電気を逃がすような仕組みにしているのです。
家庭用電源の極性に関しての特殊な事例
さて、一般的には極性など気にせずに使える家庭用コンセントと家電など交流電源を使った機器ですが、これが一般の日本の生活においては普通ではあるのですが、ちょっと違う特殊な部分について少しだけですが話をしていきましょう。
まず、アメリカですが基本的にはコンセントは3つ穴になっています。
パソコンなどで種類によってはよくみる、上記の画像のものですね。一本がアースされているので何かがあったときに壊れにくいようにしているのでしょう。
そしてもうひとつ。高価なものに多いですが音楽機器に関しては、極性を気にしなければならない場合があります。
特にステレオや電気ギターなど、プラグを逆にしてしまうと音質が変わってしまったりノイズが走ったりする場合があり、それを防ぐ為に説明書にあらかじめ指示が入っている場合があります。
あるいは、スイッチを使って極性を変更することができるものもあります。
音楽機器を扱っていてなんか今日はおかしいな、と思ったらもしかしたら注意書きがなくてもプラグを逆に入れなおすことでなおるかもしれませんね。
まとめ
まとめさて、交流電源の極性についてまとめてみました。
本当に電機業界に勤めていると、時折地元電気屋などから交流電源のプラスとマイナスを教えてくれという質問があるものです。
もしかしたら本当にこのアースを使った極性を気にしている人なのかもしれませんし、知らない人なのかもしれませんので判断が難しいことがあります。
とりあえず、電機の専門知識に比べるとざっくりとしていると思いますが、一般知識にはなりえますので、このあたりを覚えておくと役に立つかもしれません。
これが参考になるのであれば幸いです。
