Estoy reemplazando un tomacorriente en mi departamento. Tiene los cuatro cables estándar, y uno de los dos rojos va a un interruptor de palanca cercano.

Me preocupa porque cuando el interruptor de palanca está apagado, mido 16V entre uno de los cables rojos y uno blanco. (El otro cable rojo siempre mide 0 V, por lo que supongo que no va a nada).

No quiero conectar el rojo si va a estar a 16 V cuando se supone que está apagado. ¿Alguna idea de por qué sucede esto o qué puedo hacer? ¿O 16 está suficientemente cerca de 0?

Es probable que los 16 V sean un voltaje inducido / parásito / fantasma. Esa línea de alimentación está "recibiendo" un voltaje al igual que lo haría una radio, ya que está junto con un cable con corriente (~ 120-130 V). El otro cable rojo puede estar conectado a tierra (o neutral) en algún lugar, de modo que se mantenga a ~ 0 V.

Si mi suposición de que es una tensión fantasma es cierta, los 16 V no podrían alimentar ningún dispositivo y pueden considerarse seguros. Principalmente es causado por la capacitancia entre los dos cables. Cuando conecta el multímetro al sistema, crea una ruta actual entre el cable "abierto" y el neutro. La corriente de CA puede fluir entre los cables (la CA pasa a través de condensadores) y luego a través del multímetro (que tiene una impedancia de entrada finita). La corriente que fluye a través de su multímetro determina el voltaje que está midiendo.

Es posible que desee ver cómo está conectado el interruptor para comprender completamente el circuito antes de reemplazar el receptáculo de alimentación. Además, recuerde que el interruptor debe conectar / desconectar la LÍNEA (~ 120 V) y no el neutro. El neutro y la tierra siempre deben estar conectados a la toma de corriente (y no estar conmutados).

Una forma de evitar este problema es usar un voltímetro de baja impedancia de entrada. Los voltímetros digitales modernos generalmente tienen impedancias de entrada de alrededor de 10 MΩ. El uso de un medidor con una impedancia de entrada de menos de 500 kΩ cargará el cable desconectado lo suficiente como para que no pueda desarrollar un voltaje fantasma sustancial. Agregar una resistencia de 500 kΩ - 1MΩ en paralelo con la entrada de su voltímetro sería una forma razonable de disipar los voltajes fantasmas (pero tenga cuidado de estar dentro de la potencia nominal de la resistencia, potencia = V ^ 2 / R).

Los voltímetros analógicos antiguos a menudo tienen una impedancia de entrada lo suficientemente baja como para que no puedan medir el voltaje fantasma. Además, hay algunos multímetros digitales modernos que están diseñados para tener impedancias de entrada lo suficientemente bajas como para que no se puedan medir los voltajes fantasmas. Estos multímetros a menudo usan termistores PTC en paralelo con su entrada.

Experimento de laboratorio

Como ejemplo, he conectado aproximadamente 1 metro de cable NM 12/2 de manera similar a su situación. Conecté el neutro y la línea a los dos conductores externos del cable NM, y dejé el suelo flotando. Medí 31 V entre neutro y el cable a tierra:

Cálculo teórico

Aquí hay un ejemplo de cálculo (con muchas simplificaciones, el peor de los casos, etc.), que muestra que este "fantasma" puede ser bastante grande, escrito en código Matlab. Se supone que el conector "rojo" se encuentra entre los cables "caliente" y conectado a tierra, que está utilizando un cable de calibre 12, 19 mil de aislamiento en cada cable, constante dieléctrica de PVC, la impedancia de entrada de su multímetro es de 10 Mohm, y sin acoplamiento inductivo (solo acoplamiento capacitivo). Utiliza la fórmula de capacitancia en Wikipedia para un par de cables paralelos. La longitud del cable supuesta es de un metro. El resultado es que ve un voltaje fantasma de 33.4 V, similar a lo que medí en la "vida real". Esto muestra que 16 V es un voltaje fantasma "razonable" que podría medirse con voltímetros modernos de alta impedancia de entrada.

Este cálculo se basa en suponer que su cable 12/3 se parece a:

Esto produciría un circuito divisor de voltaje (suponiendo que no haya acoplamiento inductivo) algo como:

El voltaje fantasma es el voltaje a través de Rmm (en el lado derecho del diagrama). Para los circuitos de CA, se pueden usar números complejos para representar la impedancia de cada elemento en el circuito. La impedancia de un condensador es 1 / (jωC). Wikipedia tiene más información sobre divisores de voltaje. La magnitud del voltaje de salida es lo que mediría un multímetro, y su fase puede descartarse.

% For NM 12/2 cable, approx....
% Assume flat NM cable, with Red-Line-Ground-Neutral

f = 60; % Hz
w = 2*pi*f; % rad
Vin = 120; % V(rms)

% wire diameter
a=2.053e-3; % m

% Insulation, 19 mil
t_ins = 0.019*2.54/100; %m

% Cable length
l = 1; % m

% Dielectric constant
e0 = 8.854e-12; % F/m
e = 3 * e0; % PVC has a dielectric constant of 3.

%Multimeter input resistance, value of Fluke 80 series V
Rmm = 1e7;

% Wire capacitance, formula from Wikipedia
C = pi*e*l/acosh((2*t_ins+a)/a); % F
% The impedance of a capacitor is 1/(j*w*C)
Z_C = 1./(1j*w*C);

% Impedance of Z_C in parallel with Rmm.
% Parallel impedances are combined as the inverse of the sum of the
% inverses.
Z_2 = 1/(1/Z_C + 1/Rmm);

% The phantom voltage is a voltage divider of Z_C is series
% with Z_2. The phantom voltage is the voltage over Z_2.
Vphantom = Vin * abs(Z_2/(Z_C + Z_2));

fprintf('Phantom voltage is %f V.\n', Vphantom);

Verifique el circuito de tierra en el edificio / casa. Verifique su integridad, verifique su conexión. Si todo está bien, proceda a inspeccionar el cableado hasta el punto donde aparecen los 16 voltios.

Si algún segmento del cableado es demasiado viejo, entonces el dieléctrico (aislamiento) puede haberse deteriorado tanto no hasta el punto donde está completamente desnudo (y, por lo tanto, puede producirse una descarga con las desagradables consecuencias que todos conocemos) sino hasta un punto donde La corriente de inducción (al igual que un transformador) puede ocurrir a pesar de que un interruptor está interrumpiendo el resto del circuito. Si encontró dichos segmentos, luego aíslelos cortándolos a ambos lados y luego coloque un camino paralelo de buen conductor que esté aislado, su problema debería desaparecer.