牵涉到这样几个知识点:
氖管发光的原理
氖管发光不是因为被测电路(被测带电体)有电流流过, 而是因为被测带电体有电压的原因.
电笔 实际上跟被测 带电体之间 是 并联的关系.
当被测点 有 对地电压(大于0v)时, 该电压 通过电笔笔尖, 安全电阻, 人体, 流回到大地, 形成一个通路, 流过氖管的 电流 使 氖管发光.
氖管要流过 足够大的电流时, 才能发光. 如果被测点的对地 电势差(电压) 不为0 ,但是不是较大, 也不能让氖管发光. 当然这个让氖管发光的电流是很小的, 对人体而言, 是安全电流.
因此, 电笔发光, 电笔测试的 实际上是电压, 而不是电流. 跟被测点是否有电流流过 没有关系.
也就是总结一句, 是 有对地电压 而使电笔驱动发光当电路是正常工作时, 电笔接触零线为什么不亮.
看起来是理所当然的, 其实不然.
当电路正常工作时, 由于 零线接的是 变压器的 "中性点", 所以零线的对地 电压(电势)是0, 而电笔测试的是电压, 所以电笔不发光.
但是 此时, 零线上的电流 跟火线上的 电流 完全是一样大 的!! 甚至是很大的!! 即并不是零线上没有电, 零线没有电, 而是 零线的对地电压为理论上的0所致零线的电压为什么是0?
零线电压为0, 实际上并不精确, 只是理论上为0, 实际上总是大于0v的.
在家庭供电电路中, 通常是 两相(单相电), 它们是通过输电线接在 供电变压器上的, 供电变压器是三相交流电. 三根火线分别向外供电. 中间的那个抽头接出来, 成为 "中性点", 然后所有的供电线路的 零线 都是从 中性点 接出来的.
因为 "中性点"理论上, 在三相平衡的时候, 即三个相电路的负载完全相同的时候, 这个中性点的 对地 电势为0 . 这只是理论上, 实际上三相电负载 不可能是绝对相等的. 所以"中性点"的对地电势 总是大于0 的, 也就使得, 所有家庭 照明输电线路段零线上的对地电势 总是大于0 的.
那为什么零线电压不为0, 而验电笔的氖管不发光呢? 是因为, 这个零线上的(对地)电压, 在正常电路中, 是很小的, 它通过 电笔的安全电阻和人体的电阻后, 电流极其微弱, 还不至于驱动 驱使氖管发光.什么情况下零线的电压不为0, 而且较大呢?
通常有三种情况,
一是, 当变压器的中性点没有接地的时候, 中性点不接地(悬空), (虽然中性点的电流为0, 但是, 如果不跟大地相连接地话, 中性点与大地的电势仍然不会自动相等.), 从而使得中性点的对地电势不为0, 此时三相电的中间抽头就没有"中性点"的含义了. 使得变压器输出的所有 照明供电电路的零线 都悬空, 当零线故障时, 即使用电器有 保护接地, 也失效, 因为 包含接地的电流流向大地后, 在变压器那一端由于中性点悬空, 而使得保护电流不能流回到大地回路, 从而人接触后, 仍然会触电.
二是, 三相负载的不均衡度过大 , 使得中性点发生 "漂移",此时中性点的对地电势差不为0, 而且比较大. 此时, 即使对于正常工作的电路而言, 零线上的电压也会让电笔的氖管发光.
三是, 照明电路本身的电路故障, 最常见的就是, 灯头(用电器等)后面的零线短线. 由于零线短线, 比如跟灯头相连的一侧为A点, 跟变压器回路相连的一侧为B点. 那么B点跟大地直接相连, 它的对地电势差为0, 所以电笔不发光. 但是此时 A点 由于没有跟大地相连, 它的电压不为0, 而且比较大, 从而, 就是这个电压, 驱动电笔的氖管发光了. 但是这个发光还是比相线的 氖管发光亮度要小些, 因为毕竟A点的电压还是比220V小得多, 只是他能驱使氖管发光而已.零线上的A点电压怎么来的?
是电磁感应!
感应, 现象无处不在! 人体感应, 心灵感应...
由于火线上 有交变电压, 有交变磁场, 所以会在零线上, 在A端断点的 零线上 产生感应 电压.
从杂散电容, 寄生电容的角度来看, 火线上的交变电压, 也会在 断点的零线上 产生 感应电荷. 从而产生感应电压....三个单词
negative, 负数的. 负的
ne'gotiate 协商, 磋商, 商定
neutral ['njutr2l] adj. n. 中立的, 中性的, 汽车空档的, 中性线PE线, N线, PEN线
PE线, 叫保护接地线: protecting earthing line.
N线, 也叫零线. Neutral线, 实际上是 中性线, 即变压器(发电机)的 三相绕组的公共抽头 接出来的线. 注意零线是工作线, 是有正常工作电流的, 如果没有零线, 电器/电路不会正常工作.
如果将PE线和N线 结合在一起, 就是PEN 线, 这个 通常在 变压器/发电机上进行布置.
变压器的中性点 接地, 是 "强制性" 地 将中线点的电压 拉为 0, 强制性的 让其跟大地 的电压相等, 然后, 国际统一规定, 大地的电势为0. 作为参考的标准电势点.
电压和电流的关系?
电压是因, 电流是结果. 只要有电压存在, 当电路是通路时, 就会有电流. 即使电路没有通路, 没有电流, 电压依然存在;
当有交变电压, 对于很小的一段导线, 如微分dl, dl导线中就会有电子的移动和堆积, 积累, 就会有交变的电场, 有交变的电场, 就会有交变的磁场, 有了交变的磁场 所以 跟火线并排的零线中, 就会感应出交变的 电压了...这就是 感应电压的由来...