Qu'est-ce qu'un court-circuit?

Dans le câblage résidentiel, le terme court-circuit peut être défini comme toute situation dans laquelle le courant dans le câblage établi d'un circuit est plutôt détourné vers une voie inattendue sans résistance. Il s'agit essentiellement d'une situation dans laquelle le courant électrique "fuit" en dehors du câblage établi et circule là où il n'est pas prévu. Le terme "court-circuit" est en fait assez précis, car cette voie accidentelle non intentionnelle est en effet un circuit qui est «plus court» qu'un circuit standard - le flux de courant contourne les fils du circuit pour établir un chemin plus court vers son ultime destination.

Selon cette définition, un défaut à la terre peut techniquement être considéré comme un type de court-circuit, dans lequel le courant dans un fil chaud trouve un chemin plus court vers la terre. Cependant, dans le monde du câblage résidentiel de l'électricien, le terme court-circuit est généralement réservé pour décrire la situation lorsqu'un fil chaud touche directement un

• UNE défaut à la terre se produit dans les circuits résidentiels lorsqu'un fil chaud entre en contact avec le fil de terre ou un élément mis à la terre, comme une boîte métallique, et que l'électricité circule immédiatement vers la terre. Une énorme quantité de courant circule pendant un défaut à la terre, suffisamment pour provoquer une électrocution et des incendies. Le danger d'électrocution se produit si une personne est en contact avec le chemin de terre à travers lequel le courant circule.
• UNE court-circuit se produit lorsque le fil chaud entre en contact avec le neutre fil sans passer par une charge résistive. Une énorme quantité de courant circule également lors d'un court-circuit, et elle peut générer suffisamment de chaleur pour déclencher un incendie, mais elle provoque rarement une électrocution. La raison pour laquelle ce n'est pas le cas, c'est que le courant reste dans le circuit électrique et ne fuit pas, comme c'est le cas en cas de défaut à la terre. Cependant, cela ne veut pas dire qu'un short ne peut pas causer de blessures.

Vous pouvez démontrer vous-même un court-circuit avec une batterie de 6 volts, une courte longueur de fil électrique de calibre 12 et une paire de pinces isolées. Pliez le fil en forme de U qui lui permet de toucher les deux les bornes de la batterie à la fois. Tenez le fil avec la pince et touchez les bornes. Selon l'état de la batterie, vous verrez probablement des étincelles et lorsque vous retirez le fil, vous remarquerez que la batterie et elle sont chaudes. (Remarque: Ne faites pas cette expérience avec une batterie plus grande, telle qu'une batterie de voiture de 12 volts, car elle peut être endommagée.)

Vous avez créé un court-circuit en fournissant un chemin à faible résistance pour que l'électricité circule directement entre les bornes de la batterie. Le courant continu a généré de la chaleur résistive dans le fil, et si la même chose devait se produire dans votre circuit domestique de 120 volts CA, la chaleur aurait probablement été suffisante pour faire fondre l'isolation du fil. C'est dangereux, mais pas aussi dangereux que l'arc électrique qui se serait produit entre les fils.

Le plus grand danger associé aux courts-circuits est arc électrique, qui se produit lorsque les conducteurs ne se touchent pas réellement, mais sont suffisamment proches pour permettre à l'électricité de traverser l'entrefer qui les sépare. Les étincelles qui en résultent sont essentiellement de la foudre et, comme la foudre, elles peuvent chauffer l'air à des températures ridiculement élevées comparables à celles de la surface du soleil. Ils peuvent vaporiser du métal, de sorte que toute personne proche d'un arc peut être gravement blessée ou tuée.

Le fil chaud des circuits résidentiels transporte la charge électrique de la source d'alimentation et le fil neutre ramène la charge à la source. L'électricité dans le fil chaud cherche constamment à retourner à la source ou à la terre, en suivant l'itinéraire établie par les fils du circuit chaud et neutre et les lampes, appareils d'éclairage ou appareils branchés circuit. Tant que ce courant est confiné dans des fils protégés par une isolation, aucun problème n'existe. L'électricité est efficacement apprivoisée par un câblage qui offre une résistance au flux incontrôlé d'électricité.

Chaque appareil électrique nécessite de l'électricité pour fonctionner, et ce travail implique une résistance électrique, ce qui limite le flux de courant. Mais si le fil chaud touche le fil neutre sans passer par une charge, la résistance devient soudain très faible, ce qui rend le flux de courant très élevé.

• Note technique: Étant donné que la tension (V) dans un circuit résidentiel est une constante de 120 volts, le courant (I) et la résistance (R) ont une relation inverse selon la loi d'Ohm, V = IR.

Ce flux soudain sans entrave du fil chaud vers la voie neutre, interrompu par aucune charge résistante, est ce qui est connu comme un court-circuit. Une situation de court-circuit peut se produire pour plusieurs raisons:

• L'isolation séparant les fils chauds et neutres peut être usée finement, ce qui permet aux fils d'entrer en contact.
• Un fil chaud ou neutre mal connecté peut se détacher d'un luminaire ou d'une prise et toucher l'autre.
• Sur une prise humide, l'électricité peut passer d'une broche à l'autre dans l'eau.
• Un fil électrique peut subir des dommages qui exposent les fils et permettent au chaud de toucher le neutre.
• Le câblage interne d'un appareil peut être défectueux, permettant au fil chaud interne et au fil neutre de se toucher. Si vous branchez une lampe ou un autre appareil et que vous rencontrez des étincelles ou un disjoncteur déclenché, il peut y avoir un court-circuit dans l'appareil lui-même.

Il y a généralement des étincelles lorsqu'un court-circuit se produit, car les fils ne sont pas en contact permanent. Les étincelles génèrent suffisamment de chaleur pour faire fondre les dispositifs en plastique, tels que les prises, les interrupteurs et les bouchons, et pour enflammer les matériaux inflammables à proximité.

Chaque maison a un panneau de disjoncteurs, et les disjoncteurs sont conçus pour détecter un flux de courant anormalement élevé et couper l'alimentation lorsqu'ils le font. Si un circuit a un court-circuit, le disjoncteur se déclenchera et vous ne pourrez pas le réinitialiser tant que vous n'aurez pas trouvé le court-circuit et corrigé. Une prise GFCI (disjoncteur de fuite à la terre) ou un disjoncteur est principalement conçu pour détecter le courant anomalies associées à des défauts à la terre, mais comme tous les disjoncteurs, il s'arrête également lors d'un court-circuit se produit.

Aucun de ces appareils n'est aussi sensible à un court-circuit qu'une prise AFCI (interrupteur de courant de défaut d'arc) ou un disjoncteur. L'arc d'un court-circuit est généralement intermittent, et un GFCI ou un disjoncteur conventionnel peut le manquer. Un AFCI, cependant, est daigné pour détecter l'anomalie de signal spécifique causée par la formation d'arcs, et il s'éteindra dès qu'il le fera. Pour cette raison, le code électrique exige de plus en plus des prises AFCI à des endroits stratégiques dans les maisons et les établissements commerciaux. De nombreux fabricants proposent désormais des prises combinées GFCI / AFCI et des disjoncteurs.

Si vous pouvez contrôler la chaleur générée lors d'un arc électrique, vous pouvez le mettre à diverses fins. C'est le principe de l'arc et soudage par résistance.

Dans un circuit de soudage à l'arc basique, le métal à souder - l'ouvrage - est connecté par un fil à une source d'alimentation à laquelle la tige de soudage est également connectée. Lorsque le soudeur déplace la tige suffisamment près de l'ouvrage, un court-circuit se produit, provoquant un arc électrique entre la tige et l'ouvrage. Cela génère des températures de l'ordre de 6 500 degrés Fahrenheit, qui sont suffisamment chaudes pour faire fondre le métal afin qu'il puisse fusionner avec un autre morceau de métal qui se trouve également dans la plage de l'arc.

Un arc électrique a été utilisé dans les premières ampoules jusqu'à ce qu'il soit remplacé par des filaments incandescents. Il est toujours utilisé dans certaines ampoules à incandescence modernes lorsqu'une source de lumière particulièrement brillante ou proche de la lumière du soleil est requise. La couleur de l'arc dépend des matériaux d'électrode, de sorte que les chercheurs peuvent analyser le spectre d'un arc créé par une paire d'électrodes pour identifier les matériaux dans les électrodes.

Ces applications et d'autres montrent que les arcs électriques causés par des courts-circuits peuvent être dangereux, mais ce n'est pas toujours mauvais.