hyvitys: ExploratoriumLuo oma oikosulkukokeesi akulla ja johtimen pituudella.Asuinjohdotuksissa termi oikosulku voidaan määritellä mitä tahansa tilannetta, jossa virta piirin vakiintuneessa johdotuksessa sen sijaan ohjataan odottamattomalle reitille, jolla ei ole vastusta. Kyseessä on olennaisesti tilanne, jossa sähkövirta "vuotaa" vakiintuneen johdotuksen ulkopuolelle ja virtaa sinne, jota ei ole tarkoitettu. Termi "oikosulku" on oikeastaan melko tarkka, koska tämä tahaton, vahingossa tapahtuva reitti on todellakin piiri, joka on "lyhyempi" kuin vakiopiiri - virran virta ohittaa piirin johdot muodostamaan lyhyemmän reitin lopulliseen määränpäähänsä.
Tämän määritelmän mukaan maasulkua voidaan teknisesti pitää yhtenä oikosulutyyppinä, sellaisena, jossa kuumajohtimen virta löytää lyhyemmän reitin maahan. Sähkömiehen asuinalueiden johdotuksen maailmassa termi oikosulku on kuitenkin yleensä varattu kuvaamaan tilannetta, kun kuuma johdin koskettaa suoraan neutraali lanka.
- maavika tapahtuu asuinympäristöissä, kun kuuma johdin koskettaa maadoitusjohtoa tai maadoitettua elementtiä, kuten metallirasiaa, ja sähkö virtaa sitten välittömästi maahan. Maadoitusvirran aikana virtaa valtava määrä virtaa - tarpeeksi aiheuttamaan sähköiskuja ja tulipalon. Sähköiskun vaara syntyy, jos henkilö on kosketuksissa siihen maatielle, jonka läpi virta virtaa.
- oikosulku tapahtuu, kun kuuma johdin koskettaa neutraali johdin kuljettamatta resistiivistä kuormaa. Oikosulun aikana virtaa myös valtava määrä virtaa, ja se voi tuottaa tarpeeksi lämpöä tulipalon käynnistämiseksi, mutta aiheuttaa harvoin sähköiskuja. Syynä ei ole se, että virta pysyy sähköpiirissä eikä vuoda ulos, kuten se tapahtuu, kun maasulku tapahtuu. Se ei kuitenkaan tarkoita, että lyhyt ei voi aiheuttaa vammoja.
Oikosulkukoe
Voit osoittaa oikosulun itsellesi 6 voltin akulla, lyhyellä 12-gaugenisella sähköjohdolla ja eristetyillä pihdillä. Taivuta johdin U-muotoiseksi, jotta se voi koskettaa molempia akun napoja samanaikaisesti. Pidä lankaa pihdillä ja kosketa liittimiä. Akun kunnosta riippuen näet todennäköisesti kipinöinnin, ja kun irrotat johtimen, huomaat, että sekä se että akku ovat kuumia. (Merkintä: Älä tee tätä koetta suuremmalla akulla, kuten 12 voltin autoakulla, koska se voi vaurioitua.)
Loit oikosulun tarjoamalla matalan vastuspolun sähkön virtaamiseksi suoraan akun napojen välillä. Tasavirta tuotti johdon resistiivistä lämpöä, ja jos sama tapahtuisi 120 voltin vaihtovirtapiirin kodissa, lämpö olisi todennäköisesti riittänyt sulaamaan langan eristys. Se on vaarallista, mutta ei niin vaarallista kuin sähköinen kaari, joka olisi tapahtunut johtojen välissä.
hyvitys: Shedu / iStock / GettyImagesAsetuksesta oikosulusta on paljon yhteistä pilvestä pilveen tapahtuvaan salamaan.Suurin oikosulkuihin liittyvä vaara on sähkökaari, joka tapahtuu, kun johtimet eivät tosiasiassa kosketa, mutta ovat riittävän lähellä, jotta sähkö voi hypätä niitä erottavan ilmaraon yli. Tuloksena syntyvät kipinät ovat periaatteessa salamaa, ja kuten salama, ne voivat kuumentaa ilmaa naurettavan korkeiksi lämpötiloiksi, jotka ovat verrattavissa auringon pinnan lämpötiloihin. Ne voivat höyrystää metallia, joten kuka tahansa salama lähellä oleva henkilö voi loukkaantua vakavasti tai tappaa.
Kuinka oikosulku tapahtuu
Asuinpiireissä oleva kuuma johdin kuljettaa sähkövarauksen virtalähteestä, ja nollajohto kuljettaa varauksen takaisin lähteeseen. Kuuman johtimen sähkö pyrkii jatkuvasti palaamaan lähteeseen tai maahan seuraten reittiä, jonka kuumat ja neutraalit piirijohdot ja kaikki siihen piiriin kytketyt lamput, valaisimet tai laitteet ovat luoneet. Niin kauan kuin tämä virta rajoittuu eristeillä suojattuihin johtoihin, ongelmia ei ole. Sähköä kesytetään tehokkaasti johdotuksella, joka vastustaa hallitsematonta sähkön virtausta.
Jokainen sähkölaite vaatii sähkön työn suorittamiseksi, ja siihen liittyy sähkövastus, joka rajoittaa virran virtausta. Mutta jos kuuma vaijeri koskettaa nollalankaa kulkematta kuorman läpi, vastus yhtäkkiä muuttuu hyvin matalaksi, mikä tekee virrasta erittäin suuren.
- Tekninen huomautus: Koska jännite (V) asuinpiirissä on vakio 120 volttia, virralla (I) ja vastuksella (R) on käänteinen suhde Ohmin lain mukaan, V = IR.
Tämä äkillinen esteetön virtaus kuumalta johtimelta neutraalireitille, jonka keskeyttää vastustamaton kuorma, on ns. Oikosulku. Oikosulku voi tapahtua monista syistä:
- Kuumat ja neutraalit johdot erottava eriste voidaan kuluttaa ohutta iästä lähtien, jolloin johdot voivat olla kosketuksissa.
- Huonosti kytketty kuuma tai vapaa johto voi irtoaa valaisimesta tai pistorasiasta ja koskettaa toista.
- Märällä pistokkeella sähkö voi kulkea piikistä toiseen veden läpi.
- Sähköjohdolle voi aiheutua vahinkoja, jotka paljastavat johdot ja antavat kuumalle joutua koskettamaan nollajohtoa.
- Laitteen sisäinen johdotus voi olla viallinen, jolloin sisäinen kuumajohto ja vapaa-johto voivat koskea. Jos liität lampun tai muun laitteen ja koet kipinöitä tai laukaisun, laitteessa voi olla oikosulku.
hyvitys: itsarasak thithuekthak / iStock / GettyImagesOikosulusta johtuva voi sulattaa pistokkeet ja pistorasiat.Lyhyen tapahtuessa esiintyy yleensä kipinöitä, koska johdot eivät ole jatkuvassa kosketuksessa. Kipinät tuottavat tarpeeksi lämpöä sulattaakseen muovilaitteita, kuten pistorasioita, kytkimiä ja tulppia, ja sytyttämään palavia aineita lähellä.
Turvalaitteet, jotka estävät oikosulkuja
Jokaisessa talossa on katkaisijapaneeli, ja katkaisimet on suunniteltu havaitsemaan poikkeavasti korkea virrankulku ja sammuttamaan virta, kun ne tapahtuvat. Jos piirissä on lyhyt, katkaisija laukeaa, etkä voi palauttaa sitä, ennen kuin löydät oikosulun ja korjaat sen. GFCI (maasulkuvirrankatkaisija) -pistorasia tai katkaisija on ensisijaisesti suunniteltu havaitsemaan maasulkuihin liittyviä virran poikkeavuuksia, mutta se, kuten kaikki katkaisijat, myös sammuu, kun oikosulku tapahtuu.
hyvitys: Elite AnalysisAFCI -katkaisijat ja pistorasiat tunnistavat oikosulkujen kaarisyyden ja tappaavat virran.Kumpikaan näistä laitteista ei ole yhtä herkkä oikosululle kuin AFCI (valovirrankatkaisija) tai katkaisija. Oikosulusta valo on yleensä ajoittainen, ja GFCI tai tavanomainen katkaisija saattaa hukata sen. AFCI on kuitenkin tarkoitettu havaitsemaan kaaristumisen aiheuttama spesifinen signaalin poikkeavuus, ja se sammuu heti. Tästä syystä sähkökoodi vaatii yhä enemmän AFCI-myyntipisteitä strategisissa paikoissa kodeissa ja liikelaitoksissa. Monet valmistajat tarjoavat nyt GFCI / AFCI-yhdistelmäpistorasioita ja katkaisijoita.
Sähkökaari ei aina ole huono
Jos pystyt hallitsemaan valokaarisalaman aikana syntyvää lämpöä, voit käyttää sitä useisiin käyttötarkoituksiin. Tämä on kaari- ja vastushitsauksen periaate.
Peruskaarihitsauspiirissä hitsattava metalli - työ - on kytketty johdolla virtalähteeseen, johon myös hitsaussauva on kytketty. Kun hitsaaja siirtää sauvaa tarpeeksi lähelle työtä, tapahtuu oikosulku, joka saa sähkön kaaremaan sauvan ja työn välillä. Tämä tuottaa lämpötilat välillä 6 500 astetta Fahrenheit, jotka ovat tarpeeksi kuumia sulattamaan metallia, jotta se voi sulautua toiseen metallikappaleeseen, joka on myös kaarialueella.
hyvitys: EXTREME-PHOTOGRAPHER / iStock / GettyImagesWelders käyttää lämpöä sähkökaarista sulakemetalliin.Sähkökaaria käytettiin varhaisimmissa hehkulampuissa, kunnes se korvattiin hehkuvilla hehkulangoilla. Sitä käytetään edelleen joissain nykyaikaisissa hehkulampuissa, kun vaaditaan erityisen kirkasta tai lähinnä auringonvaloa lähentävää valonlähdettä. Kaaren väri riippuu elektrodimateriaaleista, joten tutkijat voivat analysoida elektrodiparin luoman kaarispektrin tunnistaakseen elektrodien materiaalit.
Nämä ja muut sovellukset osoittavat, että oikosulkujen aiheuttama sähkökaari voi olla vaarallinen, mutta se ei ole aina huono.
