アースは内部回路ではどのようになっているのですか？

質問

三極のコンセントは一つがアースで大地に接地されていますが、これは機械の中ではどのように使われているのか教えて下さい。
AC100Vをトランスで直流電源にした後に、片方のグラウンド端子を筐体に接続し、更に筐体をアースに接続するということはよくありますが、
トランスで直流電源に変換する前段、或いはトランスなどで直流電源に変換することなくAC100Vをそのまま用いる場合にはアースは電子回路的にどのように使われているのでしょうか？
よく安全のためにアースはついていると言われますが、電子回路に対してどのように接続すれば安全になるかが分かりません。
どなたか教えて下さい。

回答No.1

rnakamra · ベストアンサー

最初に一言。
トランスでは交流→直流の変換はできません。
トランスで行えるのは交流の電圧変換だけです。
直流に変換しているのはトランスとは別の回路になります。

アースを使う一番理由は、漏電遮断機を確実に動作させるのに使用することです。
もし漏電が起きている場合、筐体がアースにつながっていないと漏電による電圧の上昇はあってもほとんど電流が流れないため漏電遮断機が働きません。この状態で何かが筐体に触れるとそのものに電流が流れ危険です。

筐体がアースに落ちていると漏電が起こった段階で漏洩電流が流れ、漏洩した電流分電源ラインの電流バランスが崩れ漏電遮断機が動作します。

また、筐体がアース電位になっているため、アースとつながったものが筐体に接触しても同電位であるため電流が流れず安全であることもあげられます。

回答No.6

yamame17gou

漏電遮断器はアース有無に無関係に機能します。
Webでの誤記が多く残念です。

回答No.5

ymmasayan

アースには色んな目的のものがあって複雑ですから電気の専門家といえども１００％理解している方は少ないでしょう。

保安用アース・・沢山あります。
１．柱上変圧器の二次側のアース。１００Ｖの片線あるいは単相三線式２００Ｖの中性点がアースされています。
　　これは柱上変圧器が故障したときに６６００Ｖが直接家庭に流れ込んで人災や火災を起こすのを防止するためです。
２．機器の筐体の接地。主に漏電による人災を防止するためです。
　　水に濡れる機器が特に危険なので洗濯機とクーラーの室外機は筐体のアースが義務付けられています。
　　さらに電子レンジは内部で強力な電波を発生させるために高電圧を使っています。
　　これも危険なので接地が義務付けられています。
３．避雷針の接地。避雷針というよりは誘雷針ですね。近くに来た雷を自分に落とさせて周囲の建造物を守ります。
４．誘導やノイズの遮断。外部にノイズを撒き散らす機器は周りを鉄、アルミ、銅などでこれを囲んで接地します。
　　逆に精密機器などはノイズを遮断するために周りをシールドしてそれを接地します。
５．無線における接地。電波を強く受けるためにアンテナとアースを使う場合があります。

>　三極のコンセントは一つがアースで大地に接地されていますが、これは機械の中ではどのように使われているのか教えて下さい。
通常は保安接地です。

>　AC100Vをトランスで直流電源にした後に、片方のグラウンド端子を筐体に接続し、更に筐体をアースに接続するということはよくありますが、
これはシャーシーを大地の電位にすることで外来ノイズの影響を軽減しています。

>　トランスで直流電源に変換する前段、或いはトランスなどで直流電源に変換することなくAC100Vをそのまま用いる場合にはアースは電子回路的にどのように使われているのでしょうか？
もし片線をアースしようなどと考えるとショートが発生しかねません。
この場合はあくまでも筐体接地です。

>　よく安全のためにアースはついていると言われますが、電子回路に対してどのように接続すれば安全になるかが分かりません。
上でいくつかの原則を述べましたが安全という意味では高低圧混触、高圧、水濡れ等の環境で人災や火災を招かないようにすることが第１です。
電気が来ているところを充電部、帯電部、漏電部と考えるとこれらの電圧に直接人間が触れないようにすることが一番重要だと思います。

回答No.4

yamame17gou

スイッチング電源のＧ端子は内部のノイズフィルタのコンデンサにも接続されていて仕様に表示されている漏れ電流を伴います。
これは積極的漏洩の例で、これを知らずに、この様な部品を含む装置をアース無し、または不完全な状態で使用した場合、漏れ電流による漏れ電圧が生じていて、装置に触れた時、電位を感じる（人、湿潤、環境で差あり）実際に装置の納入時等、当事者双方が事象を理解していず、問題を起こす例があります。
その他、モータ等はキチンと取説に明記が出来ているメーカーもある様に静電誘電作用の漏れ電圧対処の為にも接地が必要です。
機器装置の対地電圧を０にしておくためのアースは人体安全の為の保護導体であり、このことは漏電遮断器普及以前からも同じです。
シーズヒータ等は構造的に絶縁抵抗が内部絶縁粉末の乾燥状態に左右され、やはり特性事情を知らずに問題を起こす例があります。
モータ、トランス等を机上で通電、フレーム等の対地電圧を測ってみることが、この様な問題意識のスタートになります。

回答No.3

noname#215107

ご質問のケースの場合、アースは内部の回路のどこにも接続されていません。

もし、絶縁不良で、例えば、１００Ｖの回路が筐体に接触してしまった場合は、筐体－人体－地面－電柱の経路で電流が流れ感電してしまう恐れがあります。そこで、感電しないよう、筐体を接地して、筐体－地面－電柱の回路をあらかじめ作っておくのです。また、漏電遮断器が設けられている場合はこの電流を感知してブレーカーを落とすことも出来ます。

お礼

ありがとうございます。

アースと接続することで感電を防ぐことが出来るという意味は分かりました。

それとアースの役目として、落雷があった際に機械が壊れないようにするということもあったように思うのですが、これはどのような原理によって落雷から機械を守るのでしょうか？

回答No.2

DHS4600

FUKUSHUさん、こんにちは。
帯電による感電防止やノイズ対策でシールドアースしたりします。
ご質問の一般的なコンセントのアースなどは、帯電による感電防止です。
その機器の本来電気が流れるわけではない部分が帯電したとき、電気は水にたとえられるように電圧の高い方から低い方へ流れるので、人が触れた時に人の電圧（って変な表現ですが）が低いと電気が流れ感電します。
それを防ぐ為に、帯電する恐れのある部分（基本的に金属で出来た筐体など）に電線を接続しておき、大地接地してやることにより、もし帯電しても大地に流れるようにしています。
ご質問の内容からして電気関係の方かと思いますが、制御盤、動力盤などの電気回路や精密な基板などの電子回路でもそうですが、アースは基本的に単独配線でないといけません。
よく電源と共に渡り配線することがありますが、電位差が生じるとダメので、各機器から直接単独配線でアースバーなどに接続し、それを接地すると言うことです。