交流波形の測定

質問

家庭にあるコンセントに、テスターを当てて、
交流レンジで測定すると、100vと表示されますが、
この測定値は実効値だと言われています。
この実効値は、テスターの内部で実効値に
変換されているのですか？
もし、そうだとしたら、オシロスコープで測定した
場合は、正弦波になるのでしょうか？
　又オシロスコープでの測定では、コンセントの
ホット側は、正弦波を表し、アース側は一本の直線になるのでしょうか？
　何故、この質問をするかというと
家庭のコンセントにある100vというのは
1秒間に50回方向を変えているということの意味が
知りたいからです。
　つまりホット側は、+100vから-100v迄変化していて
アース側は0vのままだから、50ヘルツのうちの
1ヘルツ(1サイクル)は、半サイクルが、ホット側から
アース側へ電流が流れ(このとき、最大値は100v-0v=100v)、続く半サイクルではアース側からホット側へ電流が流れる(このとき、最大値は、
0v-(-100v=100v))
という様に理解しているのですが
これで正しいのでしょうか？

回答No.2

oyaoya65

＞この実効値は、テスターの内部で実効値に
変換されているのですか？
テスターは整流した波形の平均値を測っています。指示メモリ板の表示で実効値に換算しています。

＞もし、そうだとしたら、オシロスコープで測定した
場合は、正弦波になるのでしょうか？

正弦波になります。実効値が100[V]で正弦波のピーク値は±100√2≒±141.42[V]です。

＞又オシロスコープでの測定では、コンセントの
ホット側は、正弦波を表し、アース側は一本の直線になるのでしょうか？

電柱の柱上トランスの2次側の一方が、電柱を伝って地中のアースに接続されています（雷や雷の誘導電圧で家庭に配られる屋内配線に異常に高い電圧が入り込んで家電製品等をショートさせ破壊させないようにするため。）。トランスのもう一方の電線は、屋内配線のホット側になります。オシロのアースを大地（コンセントのアース端子）の接続して、電線のアース側をオシロで測定すれば波形はほぼゼロです（大地は完全な導体ではありませんので、柱上トランスの電柱のアースとオシロのアースの間に電位差が幾分生じます。特に雷が近くに来ているときは電位差が生じる可能性があります。）。ホット側にプローブを当てれば、実効値100[V]の正弦波形が観察できます。

＞　つまりホット側は、+100vから-100v迄変化していて

+100√2[V]から-100√2[V]迄変化しています。

＞1ヘルツ(1サイクル)は、

1ヘルツでなく1周期（1サイクル）といいます。
ヘルツ[Hz]の単位は[サイクル/秒]=[周期/秒]=[回/秒]
と同じです。ヘルツとサイクルは同じではありません。

＞半サイクルが、ホット側から
アース側へ電流が流れ(このとき、最大値は100v-0v=100v)、続く半サイクルではアース側からホット側へ電流が流れる(このとき、最大値は、

電流は負荷を繋いで始めて流れるのであってコンセント差込で測定するのは電位差（一方の電極に対するもう一方の電位差＝電圧ともいいます。）です。片方が大地に接続されていますので、もう一方（ホット側）は-100√2[V]から+100√2[V]の範囲で電圧が変化しています。

　電流は流れなくても電圧波形は観測できます。電圧波形自体は、電流が流れていても、流れていなくても、±100√2[V]の正弦波がホット側に加わっています。
ホット側の電圧が負の時、電灯を点灯していれば、アース側から電灯を経由して（点灯して）ホット側に電流が戻ってきます。ホット側の電圧が正になれば、ホット側から電灯を通ってアース側に電流が流れます。

＞という様に理解しているのですが
＞これで正しいのでしょうか？

電圧の大きさで実効値100[V]と最大値（最小値）±141.42[V}を区別すること、「電圧が出ていること＝電流が流れる」ということではないこと（電圧は電流を流す能力で、スイッチを入れて閉回路が出来て初めて電流が流れるわけです）です。電流と電圧を区別するようにしてください。
質問者さんの説明文では「電流の最大値＝電圧の実効値」の様な扱いをされているように取れます。そうだとすれば正しくないですね。

お礼

oyaoya65さん有難うございました。
僕の心中を察してくれたかの様に
的確に答えてくださいました。
心中とは次の三つの疑問です。
　一つ目はコンセントに負荷をつないだ時に
電流が、ホット側からアースへ、次に
アース側からホット側へと交互に
50回繰り返すという事(この認識に自信がもてなかったのですが、おかげで確信できました。)
　二つ目はオシロが正弦波を描くのかどうかという事
　三つ目は柱上トランスの二次側が、何故アースされているのかという事(家電のアースは、感電防止という事は理解していました。)
電流と電圧、最大値と実効値を混同した質問で紛わし
かったと思いますがお手数をお掛けしました。
　僕は、何故か電気に魅かれて独学で、勉強していたのですが、この1年間、上記の三つの疑問で躓いて
なかなか前へ進めなかったのです。
重ね重ねお礼を申しあげます。

回答No.1

endlessriver

テスターなど安価な電流計についているのはある種の平均値（整流しっぱなしとか）を計る計器です。従って、正弦波形を仮定した換算値が表示されます。
高価なものでは可動鉄片型などの実効値を計るものもあります。

電圧はある位置を基準としたときの相対値なので、線の一方から他方を計ればいずれも+100Vから-100Vへ交互に変化します（時間的な値は逆転しますが）。
あと、アースからアース側の線の電圧をみれば原理上は0Vで一直線になるはずです。

お礼

endlessriverさん
「線の一方から他方を計ればいずれも+100vから
-100vへ交互に変化します。」
参考になりました。
有難うございます。