jóváírás: ExploratoriumKészítsen el saját rövidzárlat-kísérletet egy akkumulátorral és egy vezetővezeték hosszával.Lakossági kábelezésnél a kifejezés rövidzárlat alatt bármely olyan helyzetet definiálhatunk, amelyben az áramkör a kialakított vezetékben egy váratlan útvonalon van átirányítva, amelynek nincs ellenállása. Alapvetően olyan helyzet, amikor az elektromos áram "szivárog" a kialakított vezetékeken kívül, és ott áramlik, ahol nem szándékozik. A "rövidzár" kifejezés valóban nagyon pontos, mivel ez a nem kívánt, véletlenszerű út valóban egy olyan áramkör, amely "rövidebb", mint egy standard áramkör - az áramáram megkerüli az áramköri vezetékeket, hogy rövidebb utat hozzon létre a végső rendeltetési helyhez.
E meghatározás szerint a földelési hiba technikailag rövidzárlat egyik típusának tekinthető, amelyben a forró vezetékben lévő áram rövidebb útvonalon található a földhöz. A villanyszerelő lakóvezetékeinek világában azonban a rövidzár kifejezést általában annak a helyzetnek a leírására használják, amikor egy forró vezeték közvetlenül érinti a semleges huzal.
- A fold hiba akkor lép fel a lakossági áramkörökben, amikor egy forró huzal érintkezésbe kerül a földelő vezetékkel vagy egy földelt elemmel, például egy fémdobozzal, és az elektromosság azonnal áramlik a földbe. Óriási mennyiségű áram áramlik a földhiba során - elég ahhoz, hogy áramütés és tüzet okozjon. Az áramütés veszélye akkor lép fel, ha valaki érintkezik azzal a földi útval, amelyen keresztül az áram áramlik.
- A rövidzárlat akkor fordul elő, amikor a forró vezeték kapcsolatba lép a semleges huzal ellenálló teher áthaladása nélkül. Rövidzárlat során hatalmas mennyiségű áram is áramlik, és elegendő hőt képes generálni a tűz elindításához, de ez ritkán okoz áramütést. Ennek oka az, hogy az áram az elektromos áramkörben marad, és nem szivárog ki, ugyanúgy, mint földhiba esetén. Ez azonban nem azt jelenti, hogy a rövid nem okozhat sérüléseket.
Rövidzárlati kísérlet
Megmutathatja rövidzárlatát egy 6 voltos akkumulátorral, rövid hosszúságú 12-es méretű elektromos vezetékkel és egy pár szigetelt fogóval. Hajlítsa a huzalt U-alakba, amely lehetővé teszi, hogy egyszerre érintse meg az akkumulátor mindkét kivezetését. Fogja meg a vezetéket a fogóval és érintse meg a sorkapcsokat. Az akkumulátor állapotától függően valószínűleg szikrázik, és amikor eltávolítja a huzalt, észreveszi, hogy mind az akkumulátor, mind az akkumulátor forró. (jegyzet: Ne hajtsa végre ezt a kísérletet nagyobb akkumulátorral, például egy 12 voltos autóakkumulátorral, mert az károsodhat.)
Rövidzárlatot hozott létre azáltal, hogy alacsony ellenállású utat biztosít az elektromosság számára az akkumulátor érintkezői között. Az egyenáram ellenállásos hőt generál a vezetékben, és ha ugyanez történne a 120 voltos váltakozó áramú otthoni áramkörben, akkor a hő valószínűleg elegendő lett volna a huzalszigetelés megolvasztásához. Ez veszélyes, de nem olyan veszélyes, mint az elektromos ív, amely a vezetékek között bekövetkezett volna.
jóváírás: Shedu / iStock / GettyImagesA rövidzárlatból való kilépésnek sok közös vonása van a felhő-felhő villámlásával.A rövidzárlatokkal kapcsolatos legnagyobb veszély az elektromos ív, akkor fordul elő, amikor a vezetők valójában nem érintkeznek, de elég közel vannak ahhoz, hogy az elektromosság átugorhassa őket elválasztó légrésen. A keletkező szikra alapvetően villámlás, és hasonlóan a villámláshoz nevetségesen magas hőmérsékletre is felmelegíti a levegőt, mint a nap felszínén. Elpárologtathatják a fémet, így az ívvaku közelében bárki súlyosan megsérülhet vagy meghalhat.
Hogyan történik rövidzárlat?
A lakossági áramkörökben lévő forró vezeték az elektromos töltést az áramforrásról továbbítja, a semleges vezeték pedig a töltést visszateszi a forráshoz. A forró vezetékben található áram folyamatosan visszatér a forráshoz vagy a földhöz, követve a forró és semleges áramköri vezetékek, valamint az ehhez az áramkörhöz csatlakoztatott lámpák, világítótestek vagy készülékek útját. Mindaddig, amíg ez az áram a szigeteléssel védett vezetékekre korlátozódik, nem merül fel probléma. A villamos energiát hatékonyan megszelídítik az olyan vezetékek, amelyek ellenállnak az ellenőrizetlen áramlásnak.
Minden elektromos készülékhez elektromos áram szükséges ahhoz, hogy munkát végezzen, és ez a munka elektromos ellenállással jár, amely korlátozza az áramlást. De ha a forró huzal egy teher áthaladása nélkül érinti a semleges vezetéket, akkor az ellenállás hirtelen nagyon alacsonyra válik, és ez az áram áramlását nagyon nagysá teszi.
- Műszaki megjegyzés: Mivel a lakókörben a (V) feszültség állandó 120 volt, az áramerősségnek (I) és az ellenállásnak (R) az Ohmi törvény szerint V = IR fordított összefüggés van.
Ez a hirtelen akadálytalan áramlás a forró vezetékről a semleges útvonalra, amelyet ellenálló terhelés nélkül megszakít, az az rövidzárlat. Rövidzárlati helyzet több oka lehet:
- A forró és a semleges vezetékeket elválasztó szigetelés már életkorától vékonyan viselhető, lehetővé téve a vezetékek érintkezését.
- A rosszul csatlakoztatott forró vagy semleges vezeték meglazulhat a világítótestről vagy a konnektorból, és megérinti a másikot.
- Nedves dugaszon az elektromos áram az egyik oldalról a másikra áramolhat a vízen keresztül.
- Az elektromos vezeték sérüléseket szenvedhet, amelyek kiteszik a vezetékeket, és lehetővé teszik, hogy a forró vezeték megérintse a semleges vezetéket.
- A készülék belső vezetéke hibás lehet, amely lehetővé teszi a belső forró vezeték és a semleges vezeték érintését. Ha egy lámpát vagy más készüléket csatlakoztat, és szikra vagy megszakadt áramköri megszakítót tapasztal, előfordulhat, hogy a készülék rövidzárlatot okoz.
jóváírás: itsarasak thithuekthak / iStock / GettyImagesAz rövidzárlatból való kilépés megolvaszthatja a csatlakozókat és a csatlakozókat.Rövidzárlat esetén általában szikrák vannak, mert a huzalok nem vannak állandó érintkezésben. A szikra elegendő hőt bocsát ki ahhoz, hogy megolvassza a műanyag eszközöket, például a kimeneteket, a kapcsolókat és a dugókat, és a közelben gyúlékony anyagokat gyújtson meg.
Biztonsági eszközök, amelyek megakadályozzák a rövidzárlat károsodását
Minden háznak van megszakító panele, és a megszakítókat úgy tervezték, hogy észlelik a rendellenesen magas áramot és kikapcsolják az áramellátást. Ha egy áramkör rövid, a megszakító kiold, és nem állíthatja vissza, amíg meg nem találja a rövidzárot és kijavítja. A GFCI (földzárlati áram-megszakító) kimenetet vagy megszakítót elsősorban a földelési hibákkal kapcsolatos jelenlegi rendellenességek észlelésére tervezték, de, mint minden megszakító, rövidzárlat esetén is kikapcsol.
jóváírás: Az Elite AnalysisAFCI megszakítók és aljzatok rövidzárlatok révén észlelik az ívelt okot, és megszakítják az energiát.Ezen eszközök egyike sem olyan érzékeny a rövidzárlatra, mint az AFCI (ívhiba-megszakító) kimenet vagy megszakító. A rövidzárból történő íve általában szakaszos, és egy GFCI-t vagy egy hagyományos megszakítót hiányozhat. Az AFCI-t azonban arra tervezték, hogy észlelje az ív által okozott speciális jel-rendellenességet, és azonnal leáll. Ezen okból kifolyólag az elektromos kódex egyre inkább megköveteli az AFCI üzletkötéseket a házak és kereskedelmi létesítmények stratégiai helyszínein. Sok gyártó most kínál GFCI / AFCI kombinált aljzatokat és megszakítókat.
Az elektromos ív nem mindig rossz
Ha ellenőrizni tudja egy ívvillanás közben keletkező hőt, akkor különféle célokra felhasználhatja. Ez az elv az ív- és ellenállás-hegesztés mögött.
Egy alapvető ívhegesztő körben a hegesztendő fém - a munkadarab - vezetékkel van csatlakoztatva egy energiaforráshoz, amelyhez a hegesztőrúd is csatlakozik. Amikor a hegesztő a rúdot elég közel mozgatja a munkához, rövidzárlat következik be, amely villamos áramot okoz a rúd és a munka között. Ez 6500 fok (Fahrenheit) hőmérsékletet generál, amely elég meleg ahhoz, hogy a fém megolvadjon, így egy másik fémdarabhoz megolvadhat, amely szintén az ív tartományában van.
jóváírás: EXTREME-PHOTOGRAPHER / iStock / GettyImagesWelders az elektromos ívek és a biztosítékok közötti hőt felhasználja.Az elektromos ívet a legkorábbi izzókban használták, amíg az izzószálak helyébe nem kerültek. Még mindig használják néhány modern izzólámpában, amikor különösen fényes fényforrásra, vagy olyanra van szükség, amely közel áll a napfénytől. Az ív színe az elektróda anyagaitól függ, így a kutatók elemezni tudják egy elektródapáros által létrehozott ív spektrumát az elektródák anyagának azonosítása érdekében.
Ezek és más alkalmazások azt mutatják, hogy a rövidzárlat miatt az elektromos ív okozhat veszélyt, de ez nem mindig rossz.
