交流電流が理解できません

質問

一般向けの平易に書かれてある解説書でも、ほとんど
「時間とともに周期的に大きさと向きが変化する電流」
としか書かれておらず、後は正弦波の図があるのみです。
本によっては回路図があり、その内側に右回りと左回りの矢印が
書かれてあるのが関の山です。
そこで疑問なのですが

１、直流であれば電流の方向は一定ですが、前述の回路図のように
電流が右回りと左回りを繰り返すのであれば、行ったり来たりしているだけで
流れていない事になります。
（一秒間に５０回とか６０回も入れ替わっているのですから）
にも関わらず交流電流が仕事をするのは、なぜなのでしょうか？

２、直流で作動するモーターは極性を逆にすると回転も逆になりますが
交流は、なぜそうならないのでしょうか？
ＡＣアダプターなど電源装置で整流してから直流で作動する電気製品も
多いのは承知していますが洗濯機は交流で稼動している製品が多いそうです。
私の理解では小刻みな正逆回転を繰り返すはずですが、
なぜそうならないなのでしょうか？

３、直流であれば「電流の方向と大きさは常に一定」と分かりやすく、
そのメカニズムも「マイナス極からプラス極への自由電子の移動」と
理解できますが、交流は「自由電子の移動」という観点からみると、
どう説明されるのでしょうか？

４、正弦波の図によればプラスとマイナスが絶えず入れ替わっていますが
（最大値は１４１Ｖ）、なぜサーキットテスターで測定すると実行値１００Ｖと
安定した測定値になるのでしょうか？
数値の変化を追いきれずに平均が表示されているとすれば０Ｖに
なるのではないでしょうか？

以上、一般向けの解説書を読んでも理解できないどころか、
逆に疑問が増えてしまう始末です。
以上の疑問を私でも理解できるように説明できる方がいらっしゃれば
ご享受、願います。

回答No.2

tance

１．行きも帰りも仕事をするのです。まめ球に電池をつなぐと光りますが
　　極性を変えても光ります。「行きと帰り」とはこれと一緒です。

２．直流モータに交流を加えるとまさに往復運動をしようとして振動する
　　だけになります。交流で回るように工夫したモータがあるので交流で
　　回るのです。ACモータとか誘導モータで検索してみてください。

３．電子の移動という観点からみると、電子が行ったり来たりしています。
　　交流だからと言って特別なことはありません。電源の極性に応じて
　　電子が＋に向かうだけです。＋がいつも同じところにあるわけではない
　　のが交流です。

４．実効値というのは、瞬時値を時々刻々２乗したものを平均しルートした
　　ものです。これは、もし直流だったらこの実効値という値の直流と
　　同じパワーになる、という定義です。

　　直流100Vと同じ仕事をする正弦波交流はピーク値が141Vの交流です。
　　この交流を「実効値100V」と呼びます。

　　テスターなどでは、上記のとおりに内部で計算しているものもありますが、
　　安いものは、勝手に信号を正弦波と仮定して、ピーク141Vのプラス側の
　　平均値としての指示値に100という目盛りをふっているだけです。

　　なお、±に等しく振れる交流は単純に平均すると０になりますが、２乗
　　してから平均するとプラスになります。

一般に納得できるように書かれた解説書を見てさらに疑問を抱くことは
大変重要なことです。解説書が不備なのでなく、あなたの探求心が
勝っているだけです。

お礼

的確で分かりやすい回答をいただき、ありがとうございました。
あなたのような方が書いた解説書であれば「一発で理解できたのに」と思います。

回答No.1

se223

位相という観点と、４．ならば実効値の定義がわかれば理解できると思います。
実効値は2乗の和の1/2乗です。安い機器では誤差は覚悟で両波整流してから平均しています。