Если по нейтральному проводу ток возвращается к распределительному щиту, то почему его не нужно подключать к выключателю?

Выключатель размыкает (отключает) цепь, и в этот момент электричество не «протекает» по цепи. Электричество поступает на первый контакт выключателя и остаётся там. Представьте, что это закрытый водопроводный кран. Когда кран закрыт, вода поступает на кран и остаётся там. Как только кран открывается, вода может течь по трубам.

Нейтраль — это завершение цепи, идущей обратно к источнику питания/трансформатору. Она соединяется с заземлением в главном узле в первом электрическом шкафу после счётчика или главного разъединителя. Она также подключается к отдельной системе через трансформатор, установленный для изменения напряжения, необходимого для работы схемы. Если у вас есть 480 вольт переменного тока и вам нужно 120/208 вольт, вы подключаете трансформатор к сети с напряжением 480 вольт, а на вторичной обмотке получаете напряжение 120/208 вольт, для которого требуется главная цепь на вторичной обмотке на случай возникновения неисправностей в этом источнике питания. Теперь этот трансформатор стал отдельной системой. Это соединение объединяет заземляющие проводники оборудования, заземляющие проводники электродов, проводники молниезащиты и нейтраль, образуя единый путь к источнику питания, что позволяет при любых замыканиях на землю обеспечить правильную работу автоматического выключателя или перегорание предохранителя. Это основное соединение должно выполняться только один раз на служебном входе в дом, здание и т. д. со стороны нагрузки главного разъединителя. После этого заземляющий проводник (зелёный провод, неизолированный провод, всё металлическое оборудование, подлежащее заземлению) и нейтраль должны быть строго разделены. Если ниже по потоку от главного щита установлена ещё одна панель, то в ней заземление (зелёные и жёлтые провода) изолировано от нейтрали/заземления (белые и серые провода). Заземляющие стержни и другие дополнительные заземляющие электроды предназначены для рассеивания больших перенапряжений, возникающих из-за скачков напряжения в электросети и ударов молнии. ОНИ НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛЮДЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ОТ ПРОБОЕВ МЕЖДУ ЛИНИЕЙ И ЗАЗЕМЛЕНИЕМ! Если ваша система не заземлена и происходит пробой, то вы оказываетесь в очень опасной ситуации. Неисправность не может вернуться к источнику питания и создать ток короткого замыкания, чтобы сработал автоматический выключатель или перегорел предохранитель. По сути, эта неисправность подобна змее, которая только и ждёт, чтобы укусить, если возникнет такая возможность, потому что автоматический выключатель не сработал или предохранитель не перегорел.

В дополнение к другим хорошим ответам я бы добавил, что вы совершаете распространенную ошибку начинающих, путая ток с напряжением. Безусловно, на одной стороне разомкнутого (то есть выключенного) выключателя есть напряжение.

В вашей «водяной» аналогии напряжение — это давление в трубе, а сила тока — скорость, с которой течёт вода. Если вы закроете кран на трубе, то давление с одной стороны останется высоким, а с другой упадёт до нуля, и, следовательно, поток из трубы прекратится.

Нейтраль подобна сливу в раковине. В сливной трубе никогда не бывает давления, но, безусловно, есть поток.

Вот несколько полезных фактов, которые вам следует хорошенько усвоить:

• Сила тока в неразветвлённой цепи одинакова в каждой точке цепи. Снова обратимся к аналогии с водой: количество воды, проходящей через определённую точку в секунду, одинаково везде, при условии, что трубы не разветвляются.
• Это означает, что если сила тока в одной точке цепи равна нулю, то она равна нулю везде.
• Это также означает, что если в цепи есть две точки с разными токами, то где-то должна быть ветвь — как правило, ток, опасно стекающий на землю, — где-то должна быть утечка тока.
• Опять же, не путайте ток с напряжением. Напряжение не обязательно должно быть одинаковым везде, и на самом деле оно таким не является.

Также вам следует убедиться, что вы понимаете две фундаментальные взаимосвязи между силой тока, напряжением, сопротивлением и мощностью:

• Сила тока равна напряжению, делённому на сопротивление. Это должно быть понятно. Чтобы переместить много материала, нужна либо очень скользкая труба, либо высокое давление. Разомкнутый переключатель — это, по сути, точка с чрезвычайно высоким сопротивлением. (Конечно, даже разомкнутый переключатель будет проводить электричество, если напряжение достаточно высокое. Ударьте по нему молнией и посмотрите, что произойдёт.)
• Мощность (в ваттах) равна силе тока (в амперах), умноженной на напряжение (в вольтах). Опять же, это должно быть понятно. Мощность — это количество энергии, потребляемой в секунду. Если вы перемещаете большое количество материала под высоким давлением, то вы очень быстро расходуете много энергии. Если вы не перемещаете абсолютно ничего (нулевой ток) при любом давлении, то вы не расходуете энергию.

А теперь попробуйте ответить на эти вопросы:

• Предположим, мы подключаем два фазных провода с одинаковым напряжением к двум разным лампочкам одинаковой мощности и соединяем обе лампочки с одним нейтральным проводом. Какова зависимость между током в нейтральном проводе и током в фазных проводах?
• Опасно ли это? Объясните, почему да или почему нет.

Он не течёт. Когда выключатель выключен (разомкнут), в этой конкретной цепи ток не течёт. Несмотря на то, что на чёрной фазной линии у выключателя есть высокий потенциал, он не является частью протекающего тока до тех пор, пока выключатель не будет замкнут и ток не потечёт через светильник, а затем обратно к панели по белому нейтральному проводу, подключённому к светильнику (и, кстати, соединённому с выключателем в распределительной коробке).

Вы, похоже, думаете, что ток должен течь постоянно. Это не так.