多くの人が抱く最大の疑問は、「なぜ同じ家庭用の配線から100Vと200Vという異なる電圧を同時に取り出せるのか」という点にあります。その秘密は、電柱の柱上変圧器から屋内に引き込まれる3本の電線の役割分担にあります。
単相3線式では、以下の3本の電線が室内の分電盤へと接続されています。
- 中性線（白）：変圧器の接地側から引き出された、電位がほぼ0V（アース接地）の基準線
- 電圧線L1（黒または赤）：中性線に対して100Vの交流電圧を持つ電圧線
- 電圧線L2（赤または黒）：中性線に対して100Vの交流電圧を持つが、L1とは位相が180度反転している電圧線
単相3線式の配線図を思い浮かべると理解が容易です。交流電源において、L1とL2の電圧波形はちょうど山と谷が正反対（位相差180度）の関係にあります。そのため、中央の中性線（N）とどちらか一方の電圧線（L1またはL2）を組み合わせると、標準的な100Vの電圧が取り出せます。テレビ、冷蔵庫、スマートフォンの充電器など、一般的な家電製品はこの結線を利用して稼働しています。
これに対し、両端にある電圧線同士（L1とL2）を直接つなぎ合わせるとどうなるでしょうか。L1がプラス100Vの瞬間にL2はマイナス100Vとなり、その電位差は「100V - (-100V) = 200V」となります。これが、特別な変圧器を追加することなく、同じ配線から200Vを取り出せる理由です。電線3本という最小限の構成で、2種類の電圧を自在に使い分ける合理的かつ極めてエレガントな送電技術と言えます。
