¿Campo eléctrico o campo eléctrico estático alrededor de un cable de lámpara enchufado (cuando la lámpara no está encendida)?

Cuando un cable eléctrico de, por ejemplo, una lámpara, se enchufa en un tomacorriente de pared de CA, soy consciente de que se forma un campo eléctrico alrededor de toda la longitud del cable e incluso antes de que se encienda el interruptor de la lámpara.

1) Entonces, el campo alrededor de la longitud del cable de la lámpara enchufado, antes de que se encienda el interruptor de la lámpara, ¿se consideraría un campo eléctrico o un campo eléctrico estático?

2) Si es un campo eléctrico estático, entonces el campo, antes de que se encienda el interruptor, ¿se consideraría CC a pesar de que la corriente que fluirá pronto a través del cable es CA?

3) ¿Qué está creando específicamente el campo alrededor del cable (ya sea de electricidad estática o no) hasta ese punto (antes de encender el interruptor)?

4) Y el campo alrededor de la longitud del cable de la lámpara enchufada, antes de encender el interruptor, sería un campo cercano, ¿correcto?

Muchas gracias

Este sitio web puede ayudar con una comprensión general: who.int/peh-emf/about/WhatisEMF/en .
Lo que todavía estoy tratando de averiguar es, en el caso de CA, ¿hay cargas eléctricas estáticas espaciadas alrededor de la superficie de los cables como en el caso de CC? ¿Tendría cargas estáticas en la superficie (antes de tener una corriente) con esas cargas superficiales en su lugar mientras los electrones fluyen a través del camino creado? Si es así, ¿son las cargas superficiales estáticas (en el cable) las que crean el campo eléctrico dentro del cable por donde fluye la CA o son las cargas dentro del flujo las que crean el campo eléctrico dentro del cable? ¿Y el campo eléctrico dentro del cable de CA es estático antes de una corriente?

Respuestas (3)

Usted dice que la lámpara está enchufada a una toma de CA, pero luego habla de un "interruptor de pared". Aparentemente, quiere decir que este interruptor controla la alimentación del tomacorriente y que se mantiene encendido un interruptor en la lámpara, o que la lámpara no tiene interruptor. Si es así, debe aclarar esto como una toma de CA conmutada , ya que la mayoría no lo es.

En el caso de una salida de CA conmutada, el interruptor estará en serie con el lado caliente. Cuando está apagado, no fluye corriente y ambos lados del cable de la lámpara estarán en el potencial de la línea neutra, que debe conectarse a tierra cerca, generalmente donde la fuente de alimentación ingresa a la casa y cerca del panel de interruptores.

Debido a que ambos hilos del cable están esencialmente conectados a tierra, no habrá campo eléctrico entre ellos y tierra, ni nada conectado a tierra. Habrá un campo eléctrico débil entre estos cables y otros cables que están conectados a la línea de corriente alterna, pero esto es cierto para todos los demás objetos conductores en la casa que están conectados a tierra, no solo los cables del cable de la lámpara. Básicamente, para fines prácticos y de interpretación común, "no hay campo" alrededor del cable de la lámpara.

Vayamos con un ejemplo de un interruptor que está en una lámpara pero apagado (y enchufado) y el interruptor de pared ya está encendido. En este caso, ¿habría un campo eléctrico o un campo eléctrico estático alrededor de la longitud del cable?
@adam: Eso no es sobre lo que se hizo la pregunta. Dice claramente antes de que se encienda el interruptor de pared . Pero, sí, habría un campo eléctrico alrededor del cable, aunque llegaría a cero en la dirección donde el cable neutro está al frente y el cable vivo atrás.
@ adam3033 Tenga en cuenta que la pregunta que hizo en su comentario ya se respondió explícitamente en mi respuesta ...
OlinLathrop: gracias. Pero solo para aclarar, ¿sería un campo eléctrico estático (campo de CC) o un campo eléctrico (campo de CA) que está alrededor del cable antes de que se encienda el interruptor de la lámpara? (Y perdón por el error al decir muro en el cuerpo del texto, lo editaré).

Dependiendo de la ubicación del interruptor, la respuesta cambiará. Una lámpara correctamente cableada no tendría señal en el cable vivo (fase) y, por lo tanto, no habría campo. Sin embargo, si interrumpe el cable neutro (o el interruptor está en la lámpara, no en la pared), tendrá un campo de CA variable porque el voltaje en el cable cambia (y, por lo tanto, fluirá una pequeña cantidad de carga: el cable es un cilindro que tiene una capacitancia finita frente a infinito). Y sí, dado que hay otro cable (neutro) cerca, puede ser un campo cercano (pero, de nuevo, eso depende un poco del cableado).

Una clarificación:

Si tiene un cable "vivo" conectado a la red de CA, su voltaje fluctuará de +155 V a -155 V (para 110 V CA, como en los EE. UU.). La capacitancia del cable de 12 AWG es de aproximadamente 0,12 pF de fuente . Por lo tanto, cargar el cable requiere una (muy) pequeña cantidad de carga: alrededor de 19 pC por metro de cable. Cuando el cable pasa de -155 a + 155 V en 1/120 de segundo (sistema de 60 Hz), tiene una corriente promedio de 4,5 nA (pico de 7 nA) para una longitud de cable de 1 metro, y más si el cable es más largo.

Tenga en cuenta que esto generará un campo magnético muy pequeño (órdenes de magnitud más pequeños que cuando la lámpara está encendida y la corriente es del orden de los amperios), pero el mismo campo eléctrico que si la lámpara estuviera encendida, porque con la lámpara encendida, (casi) toda la caída de voltaje seguirá siendo a través de la lámpara más el interruptor, por lo que el cable vivo que va a la lámpara aún oscilará a través del voltaje de red completo.

Así que la respuesta a tu(s) pregunta(s) es:

  • habrá un campo; será un campo AC;
  • con la lámpara apagada, será sólo un campo eléctrico;
  • con la lámpara encendida, también habrá un campo magnético;
  • dado que hay un cable neutro cerca, el campo se localizará (caerá más rápido que si no hubiera un cable neutro cerca: la carga induce una carga opuesta en el neutro).
¿Quiere decir que tendría un campo de CA variable alrededor de la longitud del cable (alrededor del exterior del cable) antes de encender el interruptor que está en la lámpara? ¿O el campo de CA solo estaría alrededor del cable después de encender el interruptor de la lámpara?
Vi tu comentario donde mencionaste que ya habías respondido mi pregunta. Pero me pregunto antes de que se encienda el interruptor. Su respuesta implicaría que el interruptor de la lámpara ya está encendido como mencionó que fluye la carga. Debo tener claro si hay un campo eléctrico estático (campo de CC) o simplemente un campo eléctrico simple (campo de CA) alrededor del cable antes de encender el interruptor de la lámpara (no el interruptor de pared; el interruptor de pared fue un error). hecho).
Realmente debería cambiar la pregunta si no era la pregunta que quería hacer; es por eso que hay una función de "edición". Si está conectado a un enchufe de CA y no fluye corriente de la lámpara, habrá un potencial cambiante en el cable y, de hecho, admitirá una cantidad muy pequeña de flujo de corriente (porque como dije, el cable tiene una pequeña cantidad de capacitancia). Es un campo AC.
Floris: perdón por la edición a la que quería llegar. Y gracias por tu respuesta. Por lo tanto, el cable enchufado y la lámpara no encendida aún permiten un flujo de corriente que conduce a un campo de CA variable alrededor del cable. ¿Y está diciendo que las cargas en movimiento que son parte de la pequeña cantidad de flujo terminan produciendo el campo de CA que está alrededor del cable?
Gracias por esa respuesta detallada y por el enlace. Sin embargo, debería haber dicho que es la atracción y la repulsión de las cargas en movimiento que forman parte de la pequeña cantidad de flujo en el cable que termina produciendo el campo eléctrico de CA que está alrededor del cable. El movimiento de cargas, solo, crearía un campo magnético alrededor del cable (por lo que entiendo). Sin embargo, el campo magnético de CA probablemente no ocurrirá hasta que se encienda el interruptor de la lámpara y haya un flujo completo dentro del alambre en el cable. Por favor, corrígeme si me equivoco en algo de esto.
He ampliado mi respuesta: creo que esto debería eliminar la mayor parte de la ambigüedad y la duda que pueda haber tenido.
Excelente. ¡Hermoso! ¡Muy útil! Me alegro de que hayas ampliado tu respuesta. Quería añadir algo a todo esto. Las cargas de una parte del flujo, que ocurren antes y después de que se encienda la lámpara, también producen un campo eléctrico de CA no estático dentro del cable del cable, ¿correcto (no solo fuera de él)? ¿Y es el campo "interno" (el que está dentro del cable) con su voltaje el que actúa sobre las cargas para crear el flujo?

Los electrones están en movimiento aleatorio dentro del cable, incluso cuando está enchufado y no encendido. El movimiento de los electrones en este caso es aleatorio, es decir, no hay una dirección preferida de movimiento de los electrones o la suma vectorial de todas las velocidades térmicas es cero. Cada electrón dentro de este conductor actúa como una fuente puntual de campo eléctrico y estos microcampos eléctricos interactúan entre sí y causan un caos tremendo (al igual que las abejas alrededor de una colmena).

Ahora, cuando enciende, la primera mitad del ciclo de CA, el aumento de la corriente eléctrica aumenta el campo eléctrico en una dirección particular y los electrones con carga negativa se mueven en la dirección opuesta. Cuando cambia el ciclo de CA, los electrones se mueven en dirección opuesta.

En todos los casos anteriores, los electrones " derivan " a lo largo del cable en una dirección particular, generando así corriente eléctrica y campo eléctrico. Este campo permanece solo dentro del conductor y ejerce una fuerza de F = q mi en cada electrón. La fuente estática generará un campo estático, pero cuando todo se mueve, en cada punto del conductor en cualquier instante, el campo eléctrico neto es la suma vectorial de todos los campos.

En su primer párrafo, dice que el movimiento de los electrones es aleatorio sin una dirección de movimiento preferida. Pero en el último párrafo, afirma que en 'todos los casos anteriores' los electrones "se desplazan" a lo largo del cable en una dirección particular. Puedes por favor aclarar. Gracias
Y cuando habla del movimiento aleatorio de los electrones antes de enchufar el cable (en su primer párrafo), ¿se considerarían esos electrones estáticos? ¿Son la fuente estática que genera el campo estático?
¿Campo eléctrico o campo eléctrico estático alrededor de un cable de lámpara enchufado (cuando la lámpara no está encendida)?
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