試電筆是判斷照明電路中的火線和零線、檢驗低壓電氣裝置是否漏電的常用而又方便的工具。典型的試電筆構造如下圖所示。氖管中充有稀薄的氖氣，兩端是兩個金屬電極。當電極間的電壓達到一定值時，氖氣電離導電，產生輝光反應，發出紅光。使用時，手指按住試電筆末端的金屬筆卡或金屬帽，用筆尖接觸被測的導線，如果氖管發光，即說明被測導線為火線，或被測裝置帶電。

氖管發光只需很小的電流，加之安全考慮，所以要在試電筆的電路中串聯一個很大的電阻。假設與地面接觸良好，則火線和試電筆內部的電阻、氖管、人體和大地構成串聯電路。試電筆的電阻一般在4兆歐左右，人體電阻相比之下可以忽略，氖管的啟輝電壓在80伏左右，電源電壓在220伏，那麼最高電流約為35微安（等效電流約為25微安)，遠小於5～10毫安的人體安全脫離電流（即在這個電流值下，肌肉可以自由活動、脫離電源）。

為什麼腳和大地絕緣時，測電筆還能工作呢？這是因家庭電路是交流電路，因此需要考慮人體的電阻和電容。此時的火線、試電筆、人體所構成電路的等效電路如下圖所示， 為人體與地之間所形成的電容（約為50皮法）， 為人體和大地間形成的電阻（約為2千歐）。如果電流很小電容夠大，則電流會經過電容C構成迴路，不需要經過電阻。在這種情況下，人和大地間不需要電荷交換。而如果電容不夠大，則需要經過電阻 。意味著人和大地間需要電荷交換。

實際上，在使用試電筆時，站在木板、玻璃板等絕緣體上，即 支路斷路時，只要筆尖接觸的是火線並且人體接觸筆尾的金屬部分，試電筆氖管就能發光。但如果在使用試電筆時，手接觸的不是筆尾的金屬體部分而是絕緣的筆套，那就等於在筆尾部的金屬體與並聯支路之間串接了一個非常大的電阻，透過電容的交流電流也微乎其微，氖管也就不能發光了。

所以，在人體和大地沒有電荷交流的情況下（絕緣），試電筆可以使用；但如果人體與大地可以交流電荷，則很可能有電荷流通，即試電筆氖管會更亮。當然，為了安全用電，帶電操作必須站在絕緣物體上，使用試電筆最好也是如此。

本文發表於《科學世界》2016年4期