Какво е късо съединение?

В жилищното окабеляване, терминът късо съединение може да бъде определена като всяка ситуация, при която токът в установеното окабеляване на верига вместо това се пренасочва към неочакван път, който няма съпротивление. По същество това е ситуация, при която електрическият ток „изтича“ извън установеното окабеляване и тече там, където не е предназначен. Терминът "късо съединение" всъщност е доста точен, защото този неволен, случаен път наистина е верига, която е "по-къс" от стандартната верига - токовият поток заобикаля проводниците на веригата, за да се установи по-къс път към неговата крайна точка дестинация.

По това определение а земна вина технически може да се разглежда като един тип късо съединение, такъв, при който токът в гореща жица намира по-къс път към земята. Въпреки това, в света на електротехниката за жилищно окабеляване, терминът късо съединение обикновено е запазен, за да опише ситуацията, когато гореща жица директно докосва а

• А земна вина възниква в жилищната верига, когато гореща жица контактува със заземяващия проводник или заземен елемент, като например метална кутия, и електричеството след това тече веднага към земята. Огромно количество текущи потоци по време на повреда на земята - достатъчно, за да предизвика ток и пожари. Опасността от ток възниква, ако човек е в контакт с онзи основен път, през който протича токът.
• А късо съединение възниква, когато горещият проводник контактува с неутрален проводник без преминаване през резистивен товар. По време на късо съединение тече и огромно количество ток и то може да генерира достатъчно топлина, за да започне пожар, но рядко причинява ток. Причината, поради която не е, е, че токът остава в електрическата верига и не изтича, както става при възникване на заземяване. Това обаче не означава, че късата не може да причини наранявания.

Можете да демонстрирате късо съединение за себе си с 6-волтова батерия, къса дължина на електрически проводник с 12 габарити и чифт изолирани клещи. Огънете жицата в U-образна форма, която й позволява да докосва и двете клемите на акумулатора по същото време. Задръжте жицата с клещите и докоснете клемите. В зависимост от състоянието на батерията вероятно ще видите искри и когато извадите жицата, ще забележите, че и тя, и батерията са горещи. (Забележка: Не правете този експеримент с по-голяма батерия, като например 12-волтова акумулаторна кола, тъй като може да се повреди.)

Създадохте късо съединение, като осигурите път с ниско съпротивление за електричество, което да тече директно между клемите на батерията. Постоянният ток генерира резистивна топлина в проводника и ако същото се случи и във вашата 120-волтова верига за променлив ток, топлината вероятно би била достатъчна, за да разтопи изолацията на проводника. Това е опасно, но не толкова опасно, колкото електрическото дъго, което би се случило между проводниците.

Най-големият риск, свързан с късо съединение, е електрическа дъга, което се случва, когато проводниците всъщност не се допират, но са достатъчно близо, за да позволят на електричеството да прескочи въздушната междина, която ги разделя. Получените искри са основно мълнии и подобно на мълнии, те могат да загряват въздуха до нелепо високи температури, сравними с тези на повърхността на слънцето. Те могат да изпарят метал, така че всеки, близък до дъгова светкавица, може да бъде сериозно ранен или убит.

Горещият проводник в жилищната верига носи електрическия заряд от източника на захранване, а неутралният проводник пренася заряда обратно към източника. Електричеството в горещата жица непрекъснато се стреми да се върне към източника или да се заземи, следвайки маршрута установени от проводниците за гореща и неутрална верига и всякакви лампи, осветителни тела или уреди, включени в него верига. Докато този ток е ограничен в проводници, защитени от изолация, няма проблеми. Електричеството ефективно се опитомява чрез окабеляване, което предлага устойчивост на неконтролиран поток на електроенергия.

Всяко електрическо устройство изисква електричеството, за да върши работа, като тази работа включва електрическо съпротивление, което ограничава текущия поток. Но ако горещата жица докосне неутралния проводник, без да преминава през товар, съпротивлението изведнъж става много ниско и това прави потока на тока много голям.

• Техническа бележка: Тъй като напрежението (V) в жилищна верига е постоянно 120 волта, токът (I) и съпротивлението (R) имат обратна връзка според закона на Ом, V = IR.

Този внезапно безпрепятствен поток от горещата жица към неутралния път, прекъснат без съпротивление на натоварването, е това, което се знае за късо съединение. Ситуацията с късо съединение може да възникне по много причини:

• Изолацията, разделяща горещите и неутралните проводници, може да се носи тънка от възрастта, което позволява на проводниците да осъществяват контакт.
• Лошо свързан горещ или неутрален проводник може да се освободи от осветително тяло или изход и да докосне другия.
• На мокър щепсел електричеството може да преминава от една на друга наклона през водата.
• Електрическият проводник може да претърпи повреди, които излагат проводниците и позволяват на горещия да докосне неутралния.
• Вътрешното окабеляване на даден уред може да е неизправно, което позволява вътрешната гореща и неутрална жица да се докоснат. Ако включите лампа или друг уред и изпитате искри или изключен прекъсвач, може да има късо в самото устройство.

Обикновено има искри, когато се появи късо, защото проводниците не са в постоянен контакт. Искрите генерират достатъчно топлина за стопяване на пластмасови устройства, като изводи, превключватели и щепсели и за възпламеняване на запалими материали в близост.

Всяка къща има панел на прекъсвача, а прекъсвачите са проектирани да откриват аномално висок токов поток и да изключват захранването, когато го правят. Ако дадена верига има късо, прекъсвачът ще се задейства и няма да можете да го нулирате, докато не намерите късото и го поправите. Изходът или прекъсвачът на прекъсвача на GFCI (прекъсвач на тока на земята) е проектиран основно за откриване на ток аномалии, свързани с неизправност на земята, но тя, както всички прекъсвачи, също ще изключи при късо съединение се случва.

Нито едно от тези устройства не е толкова чувствително към късо съединение, както изхода на AFCI (прекъсвач на токова дъга) или прекъсвача. Извиването от късо съединение обикновено е прекъсващо и GFCI или конвенционален прекъсвач може да го пропусне. AFCI обаче е проектиран да открива специфичната аномалия на сигнала, причинена от дъга, и тя ще се изключи веднага щом стане. Поради тази причина електрическият код все повече изисква контакти на AFCI на стратегически места в домове и търговски обекти. Вече много производители предлагат комбинирани контакти и прекъсвачи на GFCI / AFCI.

Ако можете да контролирате топлината, генерирана по време на дъгова светкавица, можете да я използвате за различни приложения. Това е принципът зад дъгата и устойчиво заваряване.

В основна дъгова заваръчна верига металът, който трябва да бъде заварен - работата - е свързан с жица към източник на захранване, към който също е свързан заваръчният прът. Когато заварчикът премести пръта достатъчно близо до работата, възниква късо съединение, което причинява електричество при дъга между пръта и работата. Това генерира температури в диапазона от 6500 градуса по Фаренхайт, които са достатъчно горещи, за да разтопят метала, за да може той да се слее с друго парче метал, което също е в обхвата на дъгата.

Електрическата дъга се използва в най-ранните електрически крушки, докато не бъде заменена от светещи нишки. Все още се използва в някои модерни крушки с нажежаема жичка, когато е необходим особено ярък светлинен източник или такъв, който приблизително приближава светлината от слънцето. Цветът на дъгата зависи от материалите на електрода, така че изследователите могат да анализират спектъра на дъга, създадена от двойка електроди, за да идентифицират материалите в електродите.

Тези и други приложения показват, че причиняването на електрически изгаряния от късо съединение може да бъде опасно, но не винаги е лошо.