Tensión y campo eléctrico entre conductores Vivo y Neutro

Por lo que entendí, los conductores conectados a algunos terminales de fuente de voltaje de CC intentarán "ganar" el potencial del terminal correspondiente (aunque la capacitancia del conductor típico es bastante baja, por lo que la cantidad de carga requerida es pequeña). Y este proceso es increíblemente rápido.

Si esto es cierto para AC, debe haber alguna situación curiosa. Especialmente me interesa el caso de una toma de corriente eléctrica habitual. A continuación se muestra una descripción de cómo lo veo.

En algún momento (cuando el voltaje de salida de la fuente de poder es 0 V ), los cables "vivo" y "neutro" en el tomacorriente no están cargados y no hay campo eléctrico ni diferencia de potencial entre ellos. Luego aparece un pequeño voltaje de fuente, los cables comienzan a cargarse, se acumula un campo eléctrico débil entre ellos y se asocia con el campo PD. A medida que aumenta el voltaje de la fuente, hay un nuevo proceso de carga, el campo eléctrico se vuelve más fuerte... Entonces, en el caso de un voltaje de 240 V RMS, durante el pico de +311 V, los cables "vivo" y "neutro" se cargan al máximo y la magnitud del campo eléctrico entre ellos alcanza el máximo también. Luego comienza a disminuir a 0 V nuevamente, luego el campo eléctrico cambia, etc. En otras palabras, ambos cables se recargan constantemente. ¿Es esto correcto y realmente sucede?

Sorprendentemente, pero no puedo encontrar ninguna confirmación o refutación explícita a esta simple pregunta.

Una razón más que me confunde: algunas personas dicen que "el cable neutro no está energizado". En realidad no entiendo muy bien lo que significan, pero esto y me perturba. Preferiría ver cargas superficiales familiares en ambos cables y campo eléctrico/DP debido a ellos.

Algunos de los detalles de su pregunta dependen de su ubicación. En los EE. UU., los circuitos domésticos de 120 V tienen un "vivo" y un "neutro". Los circuitos domésticos de 240 V tienen dos líneas "vivas", ambas energizadas (con respecto a tierra).

Respuestas (2)

En otras palabras, ambos cables se siguen recargando constantemente. ¿Es esto correcto y realmente sucede?

Sí, realmente está sucediendo exactamente como lo has descrito. Los cables actúan como un capacitor (que en realidad presentan) y, para cambiar el voltaje en este capacitor, debe cargarse y descargarse en consecuencia.

la gente dice que "el cable neutro no está energizado". En realidad no entiendo muy bien lo que significan, pero esto y me perturba. Preferiría ver cargas superficiales familiares en ambos cables y campo eléctrico/DP debido a ellos.

Una afirmación no contradice a la otra. El cable neutro no está energizado en el sentido de que su potencial siempre es cero con respecto a tierra (en realidad está conectado a tierra). Al mismo tiempo, a medida que el cable vivo obtiene cargas positivas (teóricas) y se carga positivamente en relación con el cable neutro y la tierra, el cable neutro perderá la misma cantidad de cargas positivas, mientras que su potencial permanecerá en cero.

Este, nuevamente, es el mismo proceso que ocurre en un capacitor discreto, incluso si una de sus placas está conectada a tierra. Entonces, a medida que los cables vivos y neutros se cargan, descargan y luego vuelven a cargar con la polaridad inversa, ambos adquieren y pierden cargas positivas o negativas y el campo entre ellos cambia en consecuencia.

Si el cable neutro pierde carga, ¿por qué el potencial permanece igual?
@BowlOfRed Las cargas se están moviendo porque así es como se carga un condensador. El potencial permanece igual porque está conectado a tierra.
Los cables domésticos tienen una capacitancia (mínima), pero no se debe a interacciones con el otro cable. El cambio de potencial en el cable vivo no tiene efecto en el neutro. Podría quitar el cable neutro por completo y el cable vivo actuaría de la misma manera.
@BowlOfRed Tengo que estar en desacuerdo con todos sus puntos. 1) Sí, un cable independiente tiene su propia capacitancia, pero su capacitancia aumentará significativamente si funciona en paralelo con otro cable. Simplemente revise cualquier calculadora de capacitancia para pares de cables. 2) Si no acepta el hecho de que los cables vivos y neutros forman un capacitor, puede pensar en un cable vivo cargado que induce carga en un neutro conectado a tierra cercano. 3) El voltaje en un cable vivo no dependerá mucho de la presencia de neutro, pero la carga sí, por la razón mencionada en (1).

En esta pregunta, se refiere a una señal de voltaje de CA que es, por definición, una señal oscilante sinusoidal. Esto significa que sí, los cables transportan una señal que en realidad oscila entre un valor máximo (positivo) y mínimo (negativo) del voltaje con una frecuencia y un valor cuadrático medio que se indican con precisión.

Como referencia, creo que podría encontrar útil este enlace y los enlaces que contiene.