Когда электрический шнур, скажем, от лампы втыкается в настенную розетку переменного тока, я знаю, что электрическое поле формируется по всей длине шнура и даже до того, как выключатель лампы будет включен.
1) Итак, будет ли поле по всей длине шнура подключенной лампы до включения выключателя лампы считаться электрическим полем или статическим электрическим полем?
2) Если это статическое электрическое поле, то будет ли поле до включения переключателя считаться постоянным, даже если ток, который вскоре будет течь по проводу, будет переменным?
3) Что конкретно создает поле вокруг шнура (будь то статическое электричество или нет) до этой точки (до включения выключателя)?
4) А поле вокруг шнура подключенной лампы до включения выключателя будет ближним полем, верно?
спасибо
Вы говорите, что лампа подключена к розетке переменного тока, но затем говорите о «настенном выключателе». По-видимому, вы имеете в виду, что этот переключатель управляет питанием в розетке, и что выключатель на лампе остается включенным, или что на лампе нет выключателя. Если это так, вы должны уточнить, что это коммутируемая розетка переменного тока, поскольку большинство из них таковыми не являются.
В случае переключаемой розетки переменного тока переключатель будет последовательно с горячей стороной. В выключенном состоянии ток не течет, и обе стороны шнура лампы находятся под потенциалом нейтральной линии, которая должна быть подключена к заземлению поблизости, обычно там, где питание входит в дом, и рядом с панелью выключателя.
Поскольку оба провода шнура по существу подключены к земле, между ними и землей или чем-либо еще, связанным с землей, не будет электрического поля. Между этими проводами и другими проводами, подключенными к горячей линии переменного тока, будет слабое электрическое поле, но это верно для всех других проводящих объектов в доме, которые подключены к земле, а не только для проводов шнура лампы. По сути, для практических целей и общего толкования вокруг шнура лампы «нет поля».
В зависимости от расположения переключателя ответ будет меняться. У правильно подключенной лампы не будет сигнала на фазном (фазном) проводе, и, следовательно, не будет поля. Однако, если вы прервете нейтральный провод (или выключатель находится в лампе, а не в стене), тогда у вас будет переменное поле переменного тока, потому что напряжение на проводе изменится (и, таким образом, будет течь небольшое количество заряда: провод цилиндр, который имеет некоторую конечную емкость относительно бесконечности). И да, поскольку поблизости есть еще один (нейтральный) провод, это может быть ближнее поле (но опять же, это немного зависит от проводки).
Уточнение:
Если у вас есть «живой» провод, подключенный к сети переменного тока, его напряжение будет колебаться от +155 В до - 155 В (для 110 В переменного тока - как в США). Емкость провода 12 AWG составляет примерно 0,12 пФ источника . Поэтому для зарядки провода требуется (очень) небольшое количество заряда - около 19 пКл на метр провода. Когда провод переходит от -155 до + 155 В за 1/120 секунды (система 60 Гц), вы получаете средний ток 4,5 нА (пиковый 7 нА) для 1 метра длины провода - и больше, если провод длиннее.
Обратите внимание, что это создаст очень маленькое магнитное поле (на несколько порядков меньше, чем когда лампа горит, а ток порядка ампер), но такое же электрическое поле, как если бы лампа была включена, потому что при включенной лампе (почти) все падение напряжения будет по-прежнему приходиться на лампу-плюс-выключатель, поэтому провод под напряжением, идущий к лампе, все равно будет колебаться при полном сетевом напряжении.
Итак, ответ на ваш вопрос (вопросы):
Электроны находятся в хаотичном движении внутри шнура, даже когда он вставлен в розетку и не включен. Движение электронов в этом случае носит случайный характер, т. е. нет выделенного направления движения электронов или векторная сумма всех тепловых скоростей равна нулю. Каждый электрон в этом проводнике действует как точечный источник электрического поля, и эти микроисточники электрического поля взаимодействуют друг с другом и вызывают огромный хаос (точно так же, как пчелы вокруг пчелиного улья).
Теперь, когда вы включаете, первая половина цикла переменного тока, увеличение электрического тока увеличивает электрическое поле в одном конкретном направлении, а отрицательно заряженный электрон движется в противоположном направлении. При изменении цикла переменного тока электроны движутся в противоположном направлении.
Во всех вышеперечисленных случаях электроны « дрейфуют » по проводу в одном определенном направлении, генерируя электрический ток и электрическое поле. Это поле остается только внутри проводника и действует с силой на каждый электрон. Статический источник будет генерировать статическое поле, но когда все движется, то в каждой точке проводника в любой момент результирующее электрическое поле представляет собой векторную сумму всех полей.
Эрни
Адам3033