Was ist ein Kurzschluss?

In der Wohnverkabelung der Begriff Kurzschluss kann als jede Situation definiert werden, in der der Strom in der etablierten Verdrahtung eines Stromkreises stattdessen in einen unerwarteten Pfad ohne Widerstand umgeleitet wird. Es ist im Wesentlichen eine Situation, in der elektrischer Strom außerhalb der festgelegten Verkabelung "austritt" und dort fließt, wo er nicht beabsichtigt ist. Der Begriff "Kurzschluss" ist eigentlich ziemlich genau, weil dieser unbeabsichtigte, zufällige Weg tatsächlich ein Kurzschluss ist "kürzer" als eine Standardschaltung - der Stromfluss umgeht die Schaltungsdrähte, um einen kürzeren Weg zu seiner endgültigen Schaltung herzustellen Ziel.

Nach dieser Definition a Grundfehler kann technisch als eine Art von Kurzschluss angesehen werden, bei dem der Strom in einem heißen Draht einen kürzeren Weg zur Erde findet. In der Welt der Elektrikerverkabelung für Privathaushalte ist der Begriff Kurzschluss normalerweise reserviert, um die Situation zu beschreiben, in der ein heißer Draht a direkt berührt

• EIN Grundfehler tritt in Wohnstromkreisen auf, wenn ein heißer Draht den Erdungsdraht oder ein geerdetes Element wie eine Metallbox berührt und der Strom dann sofort zur Erde fließt. Während eines Erdschlusses fließt eine enorme Menge Strom - genug, um Stromschläge und Brände zu verursachen. Die Gefahr eines Stromschlags besteht, wenn eine Person Kontakt mit dem Erdungspfad hat, durch den der Strom fließt.
• EIN Kurzschluss tritt auf, wenn der heiße Draht die neutral Draht ohne Durchgang durch eine ohmsche Last. Während eines Kurzschlusses fließt auch eine große Menge Strom, und es kann genug Wärme erzeugt werden, um ein Feuer zu entfachen, aber es verursacht selten einen Stromschlag. Der Grund dafür ist, dass der Strom im Stromkreis bleibt und nicht ausläuft, wie dies bei einem Erdschluss der Fall ist. Das heißt jedoch nicht, dass ein Kurzschluss keine Verletzungen verursachen kann.

Sie können einen Kurzschluss mit einer 6-Volt-Batterie, einem kurzen 12-Gauge-Elektrokabel und einer isolierten Zange selbst demonstrieren. Biegen Sie den Draht in eine U-Form, die es ihm ermöglicht, beide zu berühren die Batterieklemmen zur selben Zeit. Halten Sie den Draht mit der Zange und berühren Sie die Klemmen. Abhängig vom Zustand der Batterie werden Sie wahrscheinlich Funken sehen. Wenn Sie das Kabel entfernen, werden Sie feststellen, dass sowohl die Batterie als auch die Batterie heiß sind. (Hinweis: Führen Sie dieses Experiment nicht mit einer größeren Batterie durch, z. B. einer 12-Volt-Autobatterie, da diese beschädigt werden kann.)

Sie haben einen Kurzschluss verursacht, indem Sie einen niederohmigen Pfad bereitgestellt haben, über den Strom direkt zwischen den Batterieklemmen fließen kann. Der Gleichstrom erzeugte Widerstandswärme im Draht, und wenn dasselbe in Ihrer 120-Volt-Wechselstrom-Heimschaltung passieren würde, hätte die Wärme wahrscheinlich ausgereicht, um die Drahtisolierung zu schmelzen. Das ist gefährlich, aber nicht so gefährlich wie der Lichtbogen, der zwischen den Drähten aufgetreten wäre.

Die größte Gefahr, die mit Kurzschlüssen verbunden ist, ist Lichtbogen, Dies tritt auf, wenn sich die Leiter nicht wirklich berühren, aber nahe genug sind, damit Elektrizität über den Luftspalt springen kann, der sie trennt. Die entstehenden Funken sind im Grunde genommen Blitze und können wie Blitze die Luft auf lächerlich hohe Temperaturen erwärmen, die mit denen auf der Sonnenoberfläche vergleichbar sind. Sie können Metall verdampfen, sodass jeder, der sich in der Nähe eines Lichtbogenblitzes befindet, ernsthaft verletzt oder getötet werden kann.

Der heiße Draht in Wohnschaltkreisen führt die elektrische Ladung von der Stromquelle und der neutrale Draht führt die Ladung zurück zur Quelle. Der Strom im heißen Draht versucht ständig, auf dem Weg zur Quelle oder zur Erde zurückzukehren Wird durch die Kabel des heißen und neutralen Stromkreises und alle daran angeschlossenen Lampen, Leuchten oder Geräte hergestellt Schaltkreis. Solange dieser Strom in durch Isolation geschützten Drähten begrenzt ist, bestehen keine Probleme. Der Strom wird effektiv durch Kabel gezähmt, die dem unkontrollierten Stromfluss Widerstand bieten.

Jedes elektrische Gerät benötigt die Elektrizität, um Arbeit zu leisten, und diese Arbeit beinhaltet elektrischen Widerstand, der den Stromfluss begrenzt. Wenn der heiße Draht jedoch den neutralen Draht berührt, ohne eine Last zu passieren, wird der Widerstand plötzlich sehr niedrig, und dadurch fließt der Strom sehr hoch.

• Technischer Hinweis: Da die Spannung (V) in einem Wohnkreis konstant 120 Volt beträgt, haben Strom (I) und Widerstand (R) eine umgekehrte Beziehung gemäß dem Ohmschen Gesetz, V = IR.

Dieser plötzliche ungehinderte Fluss vom heißen Draht zum neutralen Pfad, der durch keine widerstandsfähige Last unterbrochen wird, ist ein sogenannter Kurzschluss. Eine Kurzschlusssituation kann aus vielen Gründen auftreten:

• Die Isolierung, die die heißen und neutralen Drähte trennt, kann altersbedingt abgenutzt sein, so dass die Drähte Kontakt aufnehmen können.
• Ein schlecht angeschlossener heißer oder neutraler Draht kann sich von einer Leuchte oder Steckdose lösen und den anderen berühren.
• Bei einem nassen Stecker kann Strom durch das Wasser von einem Stift zum anderen fließen.
• Ein elektrisches Kabel kann beschädigt werden, wodurch die Kabel freigelegt werden und das heiße Kabel das neutrale Kabel berühren kann.
• Die interne Verkabelung eines Geräts ist möglicherweise fehlerhaft, sodass sich das interne heiße Kabel und das neutrale Kabel berühren können. Wenn Sie eine Lampe oder ein anderes Gerät anschließen und Funken oder einen ausgelösten Leistungsschalter bemerken, liegt möglicherweise ein Kurzschluss im Gerät selbst vor.

Wenn ein Kurzschluss auftritt, treten normalerweise Funken auf, da die Drähte keinen dauerhaften Kontakt haben. Die Funken erzeugen genug Wärme, um Kunststoffvorrichtungen wie Steckdosen, Schalter und Stopfen zu schmelzen und brennbare Materialien in der Nähe zu entzünden.

Jedes Haus verfügt über eine Leistungsschalterplatte, und die Leistungsschalter sind so ausgelegt, dass sie einen ungewöhnlich hohen Stromfluss erkennen und die Stromversorgung abschalten, wenn sie dies tun. Wenn ein Stromkreis einen Kurzschluss hat, löst der Leistungsschalter aus und Sie können ihn erst zurücksetzen, wenn Sie den Kurzschluss gefunden und behoben haben. Eine FI-Schutzschaltersteckdose oder ein Leistungsschalter dient in erster Linie zur Stromerfassung Anomalien im Zusammenhang mit Erdschlüssen, aber wie alle Leistungsschalter wird es auch bei einem Kurzschluss abgeschaltet tritt ein.

Keines dieser Geräte ist so kurzschlussempfindlich wie eine AFCI-Steckdose (Lichtbogenfehlerstromunterbrecher) oder ein Leistungsschalter. Lichtbögen aufgrund eines Kurzschlusses treten normalerweise nur sporadisch auf, und ein FI-Schutzschalter oder ein herkömmlicher Leistungsschalter kann ihn möglicherweise übersehen. Ein AFCI ist jedoch so ausgelegt, dass er die durch Lichtbögen verursachte spezifische Signalanomalie erkennt, und schaltet sich ab, sobald dies der Fall ist. Aus diesem Grund verlangt der elektrische Code zunehmend AFCI-Steckdosen an strategischen Standorten in Privathaushalten und gewerblichen Einrichtungen. Viele Hersteller bieten jetzt GFCI / AFCI-Kombinationssteckdosen und Leistungsschalter an.

Wenn Sie die während eines Lichtbogenblitzes erzeugte Wärme steuern können, können Sie sie für verschiedene Zwecke verwenden. Das ist das Prinzip hinter arc und Widerstandsschweißen.

In einem einfachen Lichtbogenschweißkreis ist das zu schweißende Metall - das Werkstück - durch einen Draht mit einer Stromquelle verbunden, an die auch der Schweißstab angeschlossen ist. Wenn der Schweißer die Stange nahe genug an die Arbeit heranführt, tritt ein Kurzschluss auf, der dazu führt, dass zwischen der Stange und der Arbeit Elektrizität entsteht. Dies erzeugt Temperaturen im Bereich von 6500 Grad Fahrenheit, die heiß genug sind, um das Metall zu schmelzen, damit es mit einem anderen Metallstück verschmelzen kann, das sich ebenfalls im Bereich des Lichtbogens befindet.

In den frühesten Glühbirnen wurde Lichtbogen verwendet, bis sie durch leuchtende Filamente ersetzt wurden. Es wird immer noch in einigen modernen Glühlampen verwendet, wenn eine besonders helle Lichtquelle oder eine, die dem Sonnenlicht sehr nahe kommt, benötigt wird. Die Farbe des Lichtbogens hängt von den Elektrodenmaterialien ab, sodass Forscher das Spektrum eines Lichtbogens analysieren können, der von einem Elektrodenpaar erzeugt wird, um die Materialien in den Elektroden zu identifizieren.

Diese und andere Anwendungen zeigen, dass Lichtbögen durch Kurzschlüsse gefährlich sein können, aber nicht immer schlecht sind.