Elektrisches Feld oder statisches elektrisches Feld um ein eingestecktes Lampenkabel herum (wenn die Lampe nicht eingeschaltet ist)?

Sie sagen, die Lampe sei an eine Steckdose angeschlossen, sprechen dann aber von einem "Wandschalter". Anscheinend meinen Sie, dass dieser Schalter die Stromversorgung der Steckdose steuert und dass ein Schalter an der Lampe eingeschaltet bleibt oder dass die Lampe keinen Schalter hat. Wenn dies der Fall ist, sollten Sie dies als geschaltete Steckdose kennzeichnen, da dies in den meisten Fällen nicht der Fall ist.

Im Fall einer geschalteten Wechselstromsteckdose ist der Schalter mit der heißen Seite in Reihe geschaltet. Im ausgeschalteten Zustand fließt kein Strom, und beide Seiten des Lampenkabels befinden sich auf dem Neutralleiterpotential, das in der Nähe mit der Erdung verbunden werden sollte, normalerweise dort, wo die Stromversorgung in das Haus eintritt und in der Nähe des Leistungsschalters.

Da beide Drähte des Kabels im Wesentlichen mit Erde verbunden sind, gibt es kein elektrisches Feld zwischen ihnen und Erde oder irgendetwas anderem, das mit Erde verbunden ist. Es wird ein schwaches elektrisches Feld zwischen diesen Drähten und anderen Drähten geben, die mit der Wechselstrom-Heißleitung verbunden sind, aber dies gilt für alle anderen leitenden Objekte im Haus, die mit Erde verbunden sind, nicht nur für die Drähte des Lampenkabels. Grundsätzlich gibt es aus praktischen Gründen und allgemeiner Interpretation "kein Feld" um das Lampenkabel.

Je nach Position des Schalters ändert sich die Antwort. Eine richtig verdrahtete Lampe hätte kein Signal auf dem stromführenden (Phasen-) Draht und daher gäbe es kein Feld. Wenn Sie jedoch den Neutralleiter unterbrechen (oder der Schalter in der Lampe ist, nicht in der Wand), haben Sie ein variierendes Wechselstromfeld, da sich die Spannung am Draht ändert (und somit eine kleine Ladungsmenge fließt: der Draht ist ein Zylinder, der eine endliche Kapazität bzgl. Unendlich hat). Und ja, da sich in der Nähe ein weiterer (neutraler) Draht befindet, kann es sich um ein Nahfeld handeln (aber das hängt wiederum ein wenig von der Verkabelung ab).

Eine Klarstellung:

Wenn Sie einen "stromführenden" Draht an das Wechselstromnetz angeschlossen haben, schwankt seine Spannung von +155 V bis - 155 V (für 110 V Wechselstrom - wie in den USA). Die Kapazität eines 12-AWG-Kabels beträgt etwa 0,12 pF Quelle . Daher erfordert das Aufladen des Kabels eine (sehr) geringe Ladungsmenge - etwa 19 pC für einen Meter Kabel. Wenn das Kabel in 1/120 Sekunde (60-Hz-System) von -155 auf + 155 V wechselt, haben Sie einen durchschnittlichen Strom von 4,5 nA (Spitze von 7 nA) für eine Kabellänge von 1 Meter - und mehr, wenn das Kabel ist länger.

Beachten Sie, dass dies ein sehr kleines Magnetfeld erzeugt (um Größenordnungen kleiner als wenn die Lampe leuchtet und der Strom in der Größenordnung von Ampere liegt), aber das gleiche elektrische Feld, als ob die Lampe eingeschaltet wäre - denn bei eingeschalteter Lampe (Fast) der gesamte Spannungsabfall wird immer noch über den Lampen-Plus-Schalter gehen, so dass das stromführende Kabel, das zur Lampe geht, immer noch durch die volle Netzspannung schwingt.

Die Antwort auf deine Frage(n) lautet also:

• es wird ein Feld geben; es wird ein Wechselfeld sein;
• bei ausgeschalteter Lampe ist es nur ein elektrisches Feld;
• bei eingeschalteter Lampe entsteht auch ein Magnetfeld;
• Da sich in der Nähe ein Neutralleiter befindet, wird das Feld lokalisiert (es fällt schneller ab, als wenn kein Neutralleiter in der Nähe wäre - die Ladung induziert eine entgegengesetzte Ladung auf dem Neutralleiter).

Die Elektronen bewegen sich im Kabel zufällig, auch wenn es eingesteckt und nicht eingeschaltet ist. Die Bewegung der Elektronen ist in diesem Fall zufällig, dh es gibt keine bevorzugte Bewegungsrichtung der Elektronen oder die Vektorsumme aller thermischen Geschwindigkeiten ist Null. Jedes Elektron in diesem Leiter wirkt wie eine Punktquelle eines elektrischen Feldes, und diese elektrischen Felder aus Mikroquellen interagieren miteinander und verursachen ein enormes Chaos (genau wie Bienen um einen Bienenstock).

Wenn Sie jetzt einschalten, erhöht die erste Hälfte des Wechselstromzyklus, der zunehmende elektrische Strom das elektrische Feld in eine bestimmte Richtung, und das negativ geladene Elektron bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung. Wenn sich der Wechselstromzyklus ändert, bewegen sich die Elektronen in die entgegengesetzte Richtung.

In allen oben genannten Fällen " driften " Elektronen entlang des Drahtes in eine bestimmte Richtung, wodurch elektrischer Strom und ein elektrisches Feld erzeugt werden. Dieses Feld bleibt nur innerhalb des Leiters und übt eine Kraft von aus$F = qE$auf jedem Elektron. Die statische Quelle erzeugt ein statisches Feld, aber wenn sich alles bewegt, ist das elektrische Nettofeld an jedem Punkt im Leiter zu jedem Zeitpunkt die Vektorsumme aller Felder.