Ток без напряжения?

Напряжение – это разница потенциалов между двумя проводами. Вы не можете сказать, что «горячий» провод сам по себе имеет какое-либо напряжение. Точно так же нельзя сказать, что «нейтральный» провод сам по себе имеет какое-либо напряжение. Напряжение является мерой электрического потенциала между ними.

Когда вы подключаете лампочку между ними, она обеспечивает путь для тока, протекающего от высокого напряжения к низкому напряжению.

Если вы хотите прочитать об особенностях этого, законы Кирхгофа о цепях (и особенно закон Кирхгофа о напряжении) - это то, с чего нужно начать.

На самом деле на нейтральном проводе есть небольшое напряжение, когда по нему протекает ток. Однако этот провод имеет низкое сопротивление именно для того, чтобы напряжение на нем оставалось небольшим. Сопротивление лампочки намного больше сопротивления провода, поэтому вы видите большую часть напряжения на лампочке, а не на проводе.

Рассмотрим предельный случай, когда у вас есть короткое замыкание вместо лампочки. Это помещает половину напряжения на нейтральный провод (другая половина на горячий провод, потому что оба провода соединены последовательно), что вызывает протекание такого большого тока, что что-то может взорваться, расплавиться или загореться, если оставить его. Вот почему последовательно с горячим проводом стоит предохранитель или автоматический выключатель. Предохранитель срабатывает или автоматический выключатель срабатывает, когда ток становится выше нормального уровня, но до того, как этот высокий ток продлится достаточно долго, чтобы вызвать пожар в вашем доме.

Например, предположим, что и горячий провод, и нейтральный провод имеют сопротивление 1 Ом обратно к шине в панели выключателя. Если напряжение составляет 110 В, и вы используете его для питания лампочки мощностью 60 Вт, будет течь около 550 мА. Это вызовет падение напряжения на 550 мВ на каждом из горячих и нулевых проводов. Лампа на самом деле будет видеть на 1,1 В меньше из-за этого, но это небольшая доля от 110 В и меньше, чем обычное изменение линии электропередач, поэтому вы этого не заметите. В этом примере, если вы измерите напряжение между нейтралью лампочки и третьим проводом заземления, вы увидите 550 мВ.

Провода на самом деле являются резисторами, но с ОЧЕНЬ ОЧЕНЬ малым количеством энергии, рассеиваемой током из-за ЧРЕЗВЫЧАЙНО малых падений напряжения на большой длине провода. Таким образом, ток ДЕЙСТВИТЕЛЬНО протекает через нейтральный провод, но падение потенциала по длине буквально слишком мало, чтобы ваш вольтметр мог его обнаружить. Просмотрите закон Кирхгофа о напряжении, и вы увидите, что повышение потенциала в замкнутом контуре равно падению потенциала для всех элементов замкнутого контура; ПРИМЕЧАНИЕ. Напряжение на батарее равно, но противоположно по полярности напряжению на резисторах (или, в вашем случае, на лампочке, которая ЯВЛЯЕТСЯ резистором с высокой скоростью рассеивания тепла, поэтому она загорается!). Однако в действительности в проводе ДЕЙСТВИТЕЛЬНО происходит очень маленькое падение потенциала, но он настолько мал, что его эффективно игнорируют, поскольку он очень редко оказывает какое-либо заметное влияние на ваши расчеты или проектирование схемы, если только вы не выбрали очень неподходящий провод для своей схемы. Если вы выберете провод размером с вашу руку, то сопротивление, вероятно, будет НАСТОЛЬКО высоким, что ток не будет течь, и ваша лампочка не загорится. Все падение напряжения будет происходить как комбинированное последовательное сопротивление вашей лампочки и самого провода.