kreditt: Exploratorium Lag din egen kortslutningseksperiment med et batteri og en lengde på ledningstråd.I kabling til boliger, begrepet kortslutning kan defineres som enhver situasjon der strømmen i den etablerte ledningen til en krets i stedet blir ledet til en uventet bane som ikke har noen motstand. Det er i hovedsak en situasjon der elektrisk strøm "lekker" utenfor den etablerte ledningen og flyter der den ikke er ment. Uttrykket "kortslutning" er faktisk ganske nøyaktig, fordi denne utilsiktet utilsiktede trasé faktisk er en krets som er "kortere" enn en standard krets - strømstrømmen omgår kretsledningene for å etablere en kortere vei til sin endelige destinasjon.
Ved denne definisjonen kan en jordfeil teknisk sett sees på som en type kortslutning, hvor strømmen i en varm ledning finner en kortere vei til bakken. I elektrikerens verden for kabling av boliger er imidlertid kortslutningen vanligvis reservert for å beskrive situasjonen når en varm ledning direkte berører en nøytral metalltråd.
- EN jordfeil oppstår i boligkretsløp når en varm ledning kommer i kontakt med jordledningen eller et jordet element, for eksempel en metallboks, og strøm strømmer deretter umiddelbart til bakken. En enorm mengde strøm strømmer under en jordfeil - nok til å forårsake elektroskift og branner. Faren for elektrokusjon oppstår hvis en person er i kontakt med den bakkebanen som strømmen strømmer gjennom.
- EN kortslutning oppstår når den varme ledningen kommer i kontakt med nøytral ledning uten å passere gjennom en motstandsbelastning. En stor mengde strøm strømmer også i løpet av en kortslutning, og den kan generere nok varme til å starte brann, men det forårsaker sjelden elektroskift. Årsaken til at det ikke er, er at strømmen holder seg innenfor den elektriske kretsen og ikke lekker ut, som det gjør når en jordfeil oppstår. Det er imidlertid ikke å si at en kort ikke kan forårsake skader.
Kortslutningseksperiment
Du kan demonstrere en kortslutning for deg selv med et 6-volts batteri, en kort lengde på 12-gauge elektrisk ledning og et par isolerte tang. Bøy ledningen i en U-form som lar den berøre begge batteripolene på samme tid. Hold ledningen med tangen og berør terminalene. Avhengig av batteriets tilstand vil du sannsynligvis se gnister, og når du tar av ledningen, vil du merke at både det og batteriet er varmt. (Merk: Ikke gjør dette eksperimentet med et større batteri, for eksempel et 12-volts bilbatteri, da det kan bli skadet.)
Du opprettet en kortslutning ved å tilby en lavmotstand for strøm å strømme direkte mellom batteripolene. Likestrømmen genererte resistiv varme i ledningen, og hvis det samme skulle skje i 120-volts vekselstrømskretsen til hjemmet ditt, ville sannsynligvis varmen vært nok til å smelte ledningsisolasjonen. Det er farlig, men ikke så farlig som den elektriske lysbuen som ville ha oppstått mellom ledningene.
kreditt: Shedu / iStock / GettyImagesArkomst fra kortslutning har mye til felles med sky til sky.Den største faren forbundet med kortslutninger er elektrisk lysbue, som oppstår når lederne faktisk ikke berører, men er nær nok til at strøm kan hoppe over luftgapet som skiller dem. De resulterende gnistene er i utgangspunktet lyn, og som lyn kan de varme opp luften til latterlig høye temperaturer sammenlignbare med de på solens overflate. De kan fordampe metall, så alle i nærheten av en lysbue kan bli alvorlig skadet eller drept.
Hvordan en kortslutning oppstår
Den varme ledningen i boligkretser fører den elektriske ladningen fra strømkilden, og den nøytrale ledningen fører ladingen tilbake til kilden. Strømmen i den varme ledningen prøver hele tiden å gå tilbake til kilden eller til bakken, etter ruten som er opprettet av varme og nøytrale kretsledninger og eventuelle lamper, lysarmaturer eller apparater som er koblet til den kretsen. Så lenge denne strømmen er begrenset til ledninger beskyttet av isolasjon, er det ingen problemer. Elektrisiteten temmes effektivt av ledninger som gir motstand mot den ukontrollerte strømmen av strøm.
Hver elektrisk enhet krever strøm til å utføre arbeid, og det arbeidet innebærer elektrisk motstand, noe som begrenser strømmen. Men hvis den varme ledningen berører den nøytrale ledningen uten å passere gjennom en belastning, blir motstanden plutselig veldig lav, og det gjør strømmen veldig høy.
- Teknisk merknad: Siden spenningen (V) i en boligkrets er konstante 120 volt, har strøm (I) og motstand (R) et omvendt forhold i henhold til Ohms lov, V = IR.
Denne plutselige uhindrede strømmen fra den varme ledningen til den nøytrale banen, avbrutt av ingen motstandsdyktig belastning, er det som er kjent for en kortslutning. En kortslutningssituasjon kan oppstå av mange grunner:
- Isolasjonen som skiller varme og nøytrale ledninger kan slites tynt fra alderen, slik at ledningene kan komme i kontakt.
- En dårlig tilkoblet varm eller nøytral ledning kan løsne fra en lysarmatur eller stikkontakt og berøre den andre.
- På en våt plugg kan det komme strøm fra en tapp til en annen gjennom vannet.
- En elektrisk ledning kan bli skadet som utsetter ledningene og lar den varme røre den nøytrale.
- Innvendig ledning på et apparat kan være feil, slik at den interne varme ledningen og den nøytrale ledningen kan berøre. Hvis du kobler til en lampe eller annet apparat og opplever gnister eller en utløst effektbryter, kan det være en mangel i selve enheten.
kreditt: itsarasak thithuekthak / iStock / GettyImagesArcing fra en kortslutning kan smelte plugger og uttak.Det er vanligvis gnister når en kort oppstår, fordi ledningene ikke har permanent kontakt. Gnistene genererer nok varme til å smelte plastenheter, som uttak, brytere og plugger, og til å tenne brennbare materialer i nærheten.
Sikkerhetsenheter som forhindrer skader fra kortslutning
Hvert hus har et effektbryterpanel, og bryterne er designet for å oppdage anomalt høy strømstrøm og slå av strømmen når de gjør det. Hvis en krets har en kort, vil bryteren slå seg ut, og du vil ikke kunne tilbakestille den før du finner den korte og fikser den. Et GFCI (jordfeilstrømavbryter) stikkontakt eller effektbryter er primært designet for å oppdage aktuelle avvik forbundet med jordfeil, men det, som alle brytere, vil også slå seg av når en kortslutning oppstår.
kreditt: Elite AnalyseAFCI effektbrytere og uttak oppdager lysbueårsak ved kortslutning og dreper strøm.Ingen av disse enhetene er like følsomme for en kortslutning som en AFCI (lysfeil for lysbuefeilstrøm) eller effektbryter. Bueskyting fra kortslutning er vanligvis periodisk, og en GFCI eller en konvensjonell effektbryter kan savne det. En AFCI er imidlertid benyttet for å oppdage den spesifikke signalanomalien forårsaket av lysbue, og den vil slå seg av så snart den gjør det. Av denne grunn krever den elektriske koden i økende grad AFCI-uttak på strategiske steder i hjem og kommersielle virksomheter. Mange produsenter tilbyr nå GFCI / AFCI kombinasjonsuttak og effektbrytere.
Elektrisk lysbue er ikke alltid dårlig
Hvis du kan kontrollere varmen som genereres under en lysbue, kan du bruke den til en rekke bruksområder. Det er prinsippet bak lysbue og motstandssveising.
I en grunnleggende buesveisekrets er metallet som skal sveises - arbeidet - forbundet med en ledning til en strømkilde som også sveisestangen er koblet til. Når sveiseren beveger stangen nær nok til arbeidet, oppstår en kortslutning som får strøm til å bue mellom stangen og arbeidet. Dette genererer temperaturer i området 6.500 grader Fahrenheit, som er varme nok til å smelte metallet slik at det kan smelte sammen til et annet stykke metall som også er innenfor lysbuen.
kreditt: EKSTREMFOTOGRAFER / iStock / GettyImages Sveisere bruker varmen fra elektrisk lysbue til å smelte sammen metall.Elektrisk lysbue ble brukt i de tidligste lyspærene til den ble erstattet av glødende glødetråder. Den brukes fremdeles i noen moderne glødepærer når det kreves en spesielt sterk lyskilde, eller en som nær tilnærmer seg lyset fra solen. Fargen på buen avhenger av elektrodematerialene, slik at forskere kan analysere spekteret til en lysbue som er opprettet av et par elektroder for å identifisere materialene i elektrodene.
Disse og andre bruksområder viser at elektrisk lysbue på grunn av kortslutning kan være farlig, men det er ikke alltid det er dårlig.
