電位差とは？ 電圧との違いはなに？

電位差（でんいさ）の意味がわからない、電圧ならわかるけど……という人は、実は半分わかっている。ここでは「電位差と電圧の違い」と「テスターは電位差を見ている」の意味するところを解説。ここがわかると、電気スキルが一段上がる。

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  テスターの使いこなしについては、これまでにいろいろ解説してきました。

  ●アドバイザー：CEP 服部研究員

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  「テスター」というのは、検電テスターとかサーキットテスターとか。

  ●レポーター：イルミちゃん

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  そうですね。で、それらのテスターを使いこなすという意味で知っておいてほしいのが今回の話。

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  なんでしょう？

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  それは「テスターは電位差を見ている」ということです。

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  デ、デンイサ？
  隊長、突然どした？

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  電位差（でんいさ）という言葉は、ときどき出てくる電気用語ですよ。

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  ……そういえば聞いたことある気もする。

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  そうですよね。

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  難しそうだからスルーしていました。

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  ……。

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  電圧なら知ってるけど、電位差とか難しいコト言われるとちょっと……

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  電位差は、電圧と同じ意味です。……というか電圧って、電位差のことなんですよ。

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  はあ!?
  同じってどういうこと？？？

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  車のバッテリーの電圧は12Vですよね。


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  でも正確には、マイナス側の0Vとプラス側の12Vがあって「12V分の差がある」から、電気が流れるんですよ。

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  そうか。言われてみれば、12Vバッテリーといっても、マイナス側は0V……。

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  その両者の差が「電位差」であり、車のバッテリーでいうと12Vなのです。

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  落差があるから、電気が流れるみたいなハナシ？

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  まさにそういうことです。電気はよく水に例えられますが、「電位」とは（イメージ的にとらえると）電気の高さのことです。

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  電気にも高いとか低いとか、差があるんだ。

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  だからこそ、両者をつなぐ道を作る（回路を作る）と、電気が流れるのです。

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  ホホウ。なるほど。
  確かに水に似ている。

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  検電テスターを使うときに、通常は、クリップ側をボディアースしますよね。


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  これはなぜ、そうするのか考えてみましょう。

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  う～ん……。
  そういう決まりだから。

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  いや、ルールとはちょっと違う。だって、マイナス線を調べたいときは、逆にテスターに電源を取るでしょう？



✔ マイナス線の調べ方については、「検電テスターでマイナス線を調べるときに便利なゼムクリップ」参照。

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  そういえば！
  これはルール破りでは。

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  ルール破りではなく、これもテスターの使い方なのです。

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  検電テスターは、なぜ、逆向きにするとマイナス線に反応するんだろう？

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  なぜこういう使い方をするのか？ それは最初に言った通り「テスターは電位差を見ている」からです。

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  ……隊長。
  依然として、その言葉の意味が分かりません！

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  通常の検電テスターの使い方だと、あらかじめ片側を0V（アース）につないでおいて、反対側を12Vの線に当てたとき、12V分の電位差を検知しています。



検出できる電位差の範囲（測定できる電圧）は、検電テスターの仕様による。

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  電気が通っているから反応する、としか考えていなかったけど……アレは電位差に反応しているんだ。

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  逆向きに使って12Vを取っておけば、0Vのマイナス線に反応する……これも「12V分の電位差に反応している」点で、同じことなんですよ。

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  プラス線とマイナス線の、電圧の差を測っているわけですね。

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  ハイ。テスターをアースした状態だと、基準は0V。この状態でマイナス線に当てても、「差」がないから反応しないんですよ。

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  だから、普通の使い方だとマイナス線は検知できない。

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  そうです。検電テスターを使うときは、「差」をつけないといけない。

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  そういうことか〜。

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  この点はサーキットテスターも同じですが、サーキットテスターならこの電位差を「数字」として見られます。

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  サーキットテスターには、赤と黒の2本の棒が付いています（↓）


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  この両者の棒を当てた先の、電位差を見ているのです。

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  ふむふむ。
  2本の棒の電位差ってことね。

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  片方を12Vの電源線に、片方をアース線に当てると、約「12」という数字が出てきます。


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  黒をアース・赤をプラスに当てると「12」と出ますし、反対に赤をアース、黒をプラスにあてると「−12」と出ますが、どっちにしても12Vの電位差を検出しているのは同じです。

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  なるほど。
  べつに逆に当ててもいいのか。

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  よくある例で、考えてみましょう。アース不良が起きて、そのアースポイントが問題ないのかを調べたい場合。

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  ふむ。
  アースポイントが悪いのはよくある話。

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  まず、サーキットテスターの片側を12Vの電源に当てます。ここでは分かりやすく、バッテリーのプラス端子に当てたとします。



そして、反対側をアースポイントに当てる


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  そのときに「12」あるいは棒の向きが逆で「−12」と電位差が表示されるなら、そのアースポイントは0Vです。


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  ということは、どういうこと？

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  0V＝マイナス線ですから、「アースポイントとして使える」ことが分かります。

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  じゃあ、もし、使えないアースポイントだとしたら？

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  樹脂に囲まれた、電気の流れそうにないネジに当ててみましょう。


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  「0」と出ました。
  これも0V……？


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  いいえ。このゼロは、0V（マイナス）ではありません。電気的にはどこにもつながっていない、「浮いている線」だということです。

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  0と0Vは違うのか。
  ……なんか紛らわしい。

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  だって、今は片方を「12V」のバッテリープラス端子に当てているのです。もしもホンモノの「0V」なら、電位差は12V生じるのですから、「12」あるいは「−12」と出るはずではありませんか。

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  おお、そういえば！
  0Vなら、「0」と出るはずがない。

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  つまり、ここは車体金属とつながていない＝アースポイントとしては使えない、ということです。

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  そういうことか～。
  やっと意味が分かりました。

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  テスターが測っているのは電位差。これが分かっていないと、「0」だったから「0V」という風にも勘違いしかねません。

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  確かにそうだ。
  ひとつ賢くなった気がします。

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  「テスターは電位差を見ている」という意識を持っていれば、テスターの使いこなしの幅が広がりますよ。