Ce este un scurtcircuit?

În cablarea rezidențială, termenul scurt circuit poate fi definit ca orice situație în care curentul din cablarea stabilită a unui circuit în schimb este deviat într-o cale neașteptată care nu are rezistență. Este în esență o situație în care curentul electric „scurge” în afara cablului stabilit și curge acolo unde nu este destinat. Termenul de „scurtcircuit” este de fapt destul de precis, deoarece această cale accidentală, neintenționată, este într-adevăr un circuit care este „mai scurt” decât un circuit standard - fluxul de curent ocolește firele circuitului pentru a stabili o cale mai scurtă până la ultimul său destinaţie.

Prin această definiție, a vina la sol tehnic poate fi privit ca un tip de scurtcircuit, unul în care curentul dintr-un fir fierbinte găsește o cale mai scurtă la pământ. Cu toate acestea, în lumea electriciană a cablurilor rezidențiale, termenul de scurtcircuit este de obicei rezervat pentru a descrie situația când un fir fierbinte atinge direct o

• A vina la sol apare în circuitele rezidențiale atunci când un fir fierbinte vine în contact cu firul la sol sau un element legat la pământ, cum ar fi o cutie metalică, iar electricitatea curge imediat la sol. O cantitate imensă de curent curge în timpul unei defecțiuni la sol - suficient pentru a provoca electrocutare și incendii. Pericolul electrocutării apare dacă o persoană este în contact cu acea cale de sol prin care circulă curentul.
• A scurt circuit apare atunci când firul fierbinte vine în contact cu neutru sârmă fără a trece printr-o sarcină rezistivă. O cantitate uriașă de curent curge și în timpul unui scurtcircuit și poate genera suficientă căldură pentru a porni un incendiu, dar rareori provoacă electrocutare. Motivul pentru care nu este faptul că curentul rămâne în circuitul electric și nu se scurge, așa cum se întâmplă atunci când apare o defecțiune la sol. Cu toate acestea, asta nu înseamnă că o scurtă nu poate provoca răni.

Puteți demonstra un scurtcircuit pentru dvs. cu o baterie de 6 volți, o lungime scurtă de sârmă electrică cu ecartament 12 și o pereche de clești izolate. Îndoiți sârma într-o formă în formă de U care îi permite să atingă ambele bornele bateriei in acelasi timp. Țineți firul cu cleștele și atingeți bornele. În funcție de starea bateriei, veți vedea probabil scântei, iar atunci când eliminați firul, veți observa că atât bateria cât și bateria sunt fierbinți. (Notă: Nu faceți acest experiment cu o baterie mai mare, cum ar fi o baterie auto de 12 volți, deoarece poate fi deteriorată.)

Ați creat un scurtcircuit oferind o cale de rezistență scăzută pentru ca energia electrică să curgă direct între bornele bateriei. Curentul curent continuu a generat căldură rezistivă în sârmă și, dacă același lucru s-ar întâmpla în circuitul dvs. AC de 120 de volți, căldura ar fi fost suficientă pentru a topi izolația sârmei. Este periculos, dar nu la fel de periculos ca arcuirea electrică care s-ar fi produs între fire.

Cel mai mare pericol asociat cu scurtcircuitele este arcuirea electrică, care se produce atunci când conductorii nu ating efectiv, dar sunt suficient de aproape pentru a permite electricității să sară peste golul de aer care îi separă. Scânteile rezultate sunt, în principiu, fulgere și, la fel ca fulgerele, pot încălzi aerul la temperaturi ridicol ridicate, comparabile cu cele de pe suprafața soarelui. Acestea pot vaporiza metalul, astfel încât oricine este aproape de un flash arc, poate fi grav rănit sau ucis.

Firul fierbinte din circuitele rezidențiale poartă sarcina electrică de la sursa de alimentare, iar firul neutru transportă sarcina înapoi la sursă. Electricitatea din firul cald caută în mod constant să se întoarcă la sursă sau la sol, urmând traseul stabilite de firele cu circuit cald și neutru și de orice lămpi, corpuri de iluminat sau aparate conectate la acesta circuit. Atâta timp cât acest curent este limitat în fire protejate de izolație, nu există probleme. Electricitatea este afectată în mod eficient prin cablarea care oferă rezistență la fluxul necontrolat de electricitate.

Fiecare dispozitiv electric necesită electricitate pentru a lucra, iar această muncă implică o rezistență electrică, ceea ce limitează fluxul de curent. Dar dacă firul fierbinte atinge firul neutru fără a trece printr-o sarcină, rezistența devine brusc foarte scăzută și asta face ca curentul să curgă foarte mare.

• Notă tehnică: Deoarece tensiunea (V) dintr-un circuit rezidențial este constantă de 120 volți, curentul (I) și rezistența (R) au o relație inversă conform Legii lui Ohm, V = IR.

Acest flux neimpedit brusc de la sârma fierbinte la calea neutră, întrerupt de nicio sarcină rezistentă, este ceea ce se cunoaște un scurtcircuit. O situație de scurtcircuit poate apărea din mai multe motive:

• Izolația care separă firele fierbinți și cele neutre poate fi purtată subțire de la vârstă, permițând firelor să intre în contact.
• Un fir fierbinte sau neutru slab conectat poate să se desprindă de un corp de lumină sau de ieșire și să îl atingă pe celălalt.
• Pe un dop umed, electricitatea poate circula de la o prongă la alta prin apă.
• Un fir electric poate suferi pagube care expun firele și îi permite celui fierbinte să îl atingă pe cel neutru.
• Cablarea internă a unui aparat poate fi defectă, permițând atingerea cablului intern și a firelor neutre. Dacă conectați o lampă sau un alt aparat și prezentați scântei sau un întreruptor de circuit declanșat, este posibil să existe un scurtcircuit în dispozitiv.

De obicei, există scântei când apare o scurtă durată, deoarece firele nu sunt în contact permanent. Scânteile generează suficientă căldură pentru a topi dispozitivele din plastic, cum ar fi prize, întrerupătoare și dopuri și pentru a aprinde materiale inflamabile în apropiere.

Fiecare casă are un panou de întreruptor, iar întreruptoarele sunt proiectate pentru a detecta un flux de curent anomal ridicat și pentru a opri puterea atunci când se întâmplă. Dacă un circuit are un scurtcircuit, întreruptorul va declanșa și nu veți putea să îl resetați până nu găsiți scurtcircuitul și să îl remediați. O priză sau un întreruptor GFCI (întrerupător de curent de avarie) este proiectat în principal pentru a detecta curentul anomaliile asociate cu defecțiunile la sol, dar, la fel ca toate întreruptoarele, se vor opri, de asemenea, la un scurtcircuit are loc.

Niciunul dintre aceste dispozitive nu este la fel de sensibil la un scurtcircuit ca la o priză AFCI (arc fault current interrupter) sau la un întreruptor. Arcuirea de la un scurtcircuit este de obicei intermitentă, iar un GFCI sau un întreruptor de circuit convențional ar putea să-l rateze. Totuși, un AFCI este proiectat să detecteze anomalia specifică a semnalului cauzată de arcuire și se va opri imediat ce o va face. Din acest motiv, codul electric necesită din ce în ce mai multe prize AFCI în locații strategice din case și unități comerciale. Mulți producători oferă acum prize combinate GFCI / AFCI și întrerupătoare de circuit.

Dacă puteți controla căldura generată în timpul unui flash arc, puteți să o folosiți într-o varietate de utilizări. Acesta este principiul din spatele arcului și sudura de rezistenta.

Într-un circuit de bază de sudare cu arc, metalul care trebuie sudat - lucrarea - este conectat printr-un fir la o sursă de alimentare la care este conectată și tija de sudare. Când sudorul deplasează tija suficient de aproape de lucrare, are loc un scurtcircuit care determină electricitatea să se arcuiască între tijă și lucrare. Acest lucru generează temperaturi în intervalul 6.500 de grade Fahrenheit, care sunt suficient de fierbinți pentru a topi metalul, astfel încât să poată fuziona cu o altă bucată de metal care se află, de asemenea, în raza arcului.

Arcuirea electrică a fost folosită în cele mai timpurii becuri până a fost înlocuită cu filamente strălucitoare. Este încă utilizat la unele becuri incandescente moderne atunci când este necesară o sursă de lumină deosebit de strălucitoare, sau una care apropie îndeaproape lumina de la soare. Culoarea arcului depinde de materialele electrodului, astfel că cercetătorii pot analiza spectrul unui arc creat de o pereche de electrozi pentru a identifica materialele din electrozi.

Aceste și alte aplicații arată că arcuirea electrică cauzată de scurtcircuite poate fi periculoasă, dar nu este întotdeauna rea.