¿Qué significa cuando hay una diferencia de voltaje entre tierra y neutro?

Entre tierra y calor hay aproximadamente 120V como se esperaba.

Había esperado que la diferencia de voltaje entre tierra y neutro fuera de 0v, pero en cambio es de 0.4V. ¿Por qué no sería este el caso? ¿Es una condición peligrosa? ¿Cómo se corregirá?

Es la caída causada por la corriente que fluye a través del cable neutro, como dice Andreja. En circunstancias normales, no debería haber corriente fluyendo a través del cable de tierra.

Veo que lo tienes conectado a un adaptador de 4 vías. Si enciende / apaga algo enchufado en el mismo adaptador (por ejemplo, una luz) y controla el voltaje, debería ver cómo cambia (se elevará al encender y caerá al apagar)
. Acabo de hacer este simple experimento con un 4- manera y una lámpara halógena, aquí están los resultados:

Con la luz apagada:

Con la luz encendida:

El multímetro estaba en el rango de 2VCA y conectado al enchufe adyacente neutral y tierra como se muestra en su pregunta. Puede ver que la caída de voltaje aumenta en ~ 400mV cuando se enciende la luz. Si conoce la corriente consumida por el aparato, puede hacer un cálculo aproximado de la resistencia del cable.

Hice una pregunta similar en el sitio de bricolaje y no pude obtener una respuesta clara explicando cómo el alto voltaje es demasiado alto.

De todos modos sobre el fenómeno eléctrico: es solo la simple ley de Ohm. Tienes cables que tienen cierta resistencia y la corriente los atraviesa. Por lo general, no debería haber corriente pasando por el cable de tierra, por lo que la caída de voltaje a través de él es cero y obtendrá cero voltios. Por otro lado, tenemos corriente que pasa a través del cable neutro y está actuando como una resistencia, ya que tiene una baja resistencia. Estás aquí simplemente midiendo la caída de voltaje a través de él.

También está la segunda parte de la historia: el cable neutro debe estar referenciado a tierra en alguna parte, pero puede suceder que la referencia de la tierra en esa ubicación sea diferente de la referencia de tierra en la ubicación de la conexión a tierra del edificio. Esto puede suceder, por ejemplo, en la puesta a tierra de tipo TT.

Un efecto similar podría aparecer en la puesta a tierra de tipo TN-CS donde el neutro y la tierra están conectados entre sí en algún momento. Como no hay corriente que atraviese el cable a tierra y haya corriente que atraviese el cable neutro, el cable neutro volverá a verse como una resistencia hasta el punto donde se unen.

También olvidé mencionar dos razones más que pueden marcar la diferencia: el sistema de alimentación es CA y eso lo deja abierto al acoplamiento inductivo y capacitivo. Como la CA puede pasar por un condensador, puede pasar por dos cables que están uno al lado del otro. Los tamaños de aislamiento son tales que el efecto puede ser muy débil, pero en algunos casos puede producir un voltaje medible. Lo mismo ocurre con el acoplamiento inductivo: incluso un cable recto tiene inductancia y dos cables que corren uno al lado del otro tendrán una inductancia mutua. A frecuencias de la red eléctrica, el efecto debería ser muy débil, pero podría contribuir a la tensión.

Esto es seguro y también puede tener errores de medición ya que no mide el voltaje RMS verdadero en modo CA **

Lo que está midiendo es solo el voltaje de caída entre la tierra en la conexión neutral en la conexión externa del transformador y la tierra local. En otras palabras, la caída de voltaje en su cable neutro. Esto es seguro. Dado que las corrientes de la línea 1 y la línea 2 tienden a cancelarse si son iguales, la corriente se minimiza y reduce la caída total ya que las líneas 1 y 2 están desfasadas 180 grados, lo que hace que 120 + 120V = 240V, por ejemplo, en América del Norte. El neutro solo está conectado a tierra en el transformador exterior.

Déjame aclarar para aquellos confundidos. El esquema general muestra la línea 1, neutral y la línea 2. Los voltajes son irrelevantes para la fase única residencial. El primario puede estar conectado en Y o delta a líneas trifásicas según se requiera en una configuración de bajada residencial estándar.

(actualización en hilo antiguo ...) **

Cuando no existen fallas a tierra, aún es posible tener un dreop de bajo voltaje entre neutro y tierra. Para pasar las emisiones conducidas por FCC IEC en AC SMPS, requieren un filtro de línea LC con un condensador de derivación a tierra para suprimir los picos de emisión y también reducir los impulsos entrantes.

** El cableado residencial está dimensionado para una caída de voltaje del 5%, generalmente máx. (Los estándares locales pueden diferir) Por lo tanto, una carga resistiva de Línea a Neutro puede caer 2.5% en línea y neutral.

Por lo tanto, se espera 1/2 del 5% de 120Vac o 3V en neutral. (no estoy 100% seguro de que esta especificación se aplique a su ubicación, pero esto explica su medición. **

Además, los DMM miden el voltaje pico y escalan a RMS suponiendo una onda sinusoidal, sin embargo, para el voltaje de impulso se leerán PC, cargadores de portátiles y muchos otros dispositivos anormalmente altos (más cerca del pico que RMS) contienen tapas de filtro de línea que contribuyen a esta corriente de línea de tierra, que está diseñado para ser seguro y está limitado a 0.5 mA rms, pero puede ser mucho más alto con un ancho de pulso estrecho.

Aquí está la toplogía de los filtros de línea típicos donde C está diseñado para no exceder 0.5mA RMS