Credit: ExploratoriumBir batarya ve iletken tel uzunluğu ile kendi kısa devre deneyinizi oluşturun.Konut tesisatında terim kısa devre bir devrenin kurulu kablolarındaki akımın, direnci olmayan beklenmedik bir yola yönlendirildiği herhangi bir durum olarak tanımlanabilir. Esasen, elektrik akımının yerleşik kablolamanın dışına "sızdığı" ve amaçlanmadığı yerde aktığı bir durumdur. "Kısa devre" terimi aslında oldukça doğrudur, çünkü bu istemsiz, kazara olan bu yol, standart bir devreden "kısa" olan bir devredir - mevcut akış, nihai hedefine daha kısa bir yol oluşturmak için devre kablolarını atlar.
Bu tanım gereği, bir toprak arızası teknik olarak bir sıcak teldeki akımın toprağa daha kısa bir yol bulduğu tek tip kısa devre olarak görülebilir. Bununla birlikte, elektrik teknisyeninin konut kablolaması dünyasında, kısa devre terimi genellikle bir sıcak kablonun doğrudan nötr tel.
- bir temel hata Bir sıcak tel topraklama kablosuna veya metal bir kutu gibi topraklanmış bir elemana temas ettiğinde ve elektrik daha sonra derhal toprağa ulaştığında konut devrelerinde meydana gelir. Topraklama sırasında, elektrik çarpmasına ve yangına neden olacak kadar büyük miktarda akım akar. Elektrik çarpması tehlikesi, bir insan içinden akımın geçtiği toprak yoluna temas ettiğinde ortaya çıkar.
- bir kısa devre Sıcak tel temas ettiğinde oluşur. nötr dirençli bir yükten geçmeden tel. Kısa devre sırasında büyük miktarda akım da akar ve yangını başlatmak için yeterli ısı üretebilir, ancak nadiren elektrik çarpmasına neden olur. Bunun olmamasının nedeni, akımın elektrik devresinde kalması ve bir toprak arızası meydana geldiğinde olduğu gibi sızmamasıdır. Ancak, bu kısa bir yaralanmaya neden olamaz demek değildir.
Kısa Devre Deneyi
6 voltluk bir batarya, kısa bir uzunluk 12-gauge elektrik teli ve bir çift yalıtılmış pense ile kendiniz için kısa bir devre gösterebilirsiniz. Kabloyu, her iki akü terminaline aynı anda dokunmasına izin veren bir U şeklinde bükün. Kabloyu pense ile tutun ve terminallere dokunun. Pilin durumuna bağlı olarak, muhtemelen kıvılcım çıkacağını göreceksiniz ve kabloyu çıkardığınızda, hem pilin hem de bataryanın sıcak olduğunu göreceksiniz. (Not: Bu deneyi, 12 voltluk bir araba aküsü gibi daha büyük bir aküyle, zarar görebileceğinden yapmayın.)
Elektriğin doğrudan akü terminalleri arasında akması için düşük dirençli bir yol sağlayarak kısa bir devre oluşturdunuz. DC akımı kabloda dirençli ısı üretti ve aynı şey 120 voltluk AC ev devrenizde gerçekleşecek olsaydı, ısı muhtemelen kablo yalıtımını eritmek için yeterli olurdu. Bu tehlikelidir, ancak teller arasında meydana gelecek elektrik arkları kadar tehlikeli değildir.
Credit: Shedu / iStock / GettyImagesKısa bir devreden bulut bulmanın buluttan-buluta yıldırım ile ortak bir yanı vardır.Kısa devrelerle ilgili en büyük tehlike elektriksel ark, iletkenler gerçekte dokunmadığında meydana gelir, ancak elektriğin onları ayıran hava boşluğu boyunca atlamasına izin verecek kadar yakındır. Elde edilen kıvılcımlar temel olarak yıldırımdır ve yıldırım gibi, havayı güneşin yüzeyindeki sıcaklıklara kıyasla gülünç derecede yüksek sıcaklıklara ısıtırlar. Metali buharlaştırabilirler, böylece bir ark parlamasına yakın biri ciddi şekilde yaralanabilir veya ölebilir.
Kısa Devre Nasıl Oluşur?
Konut devresindeki sıcak tel, elektrik yükünü güç kaynağından, nötr tel ise yükü tekrar kaynağa taşır. Sıcak teldeki elektrik, sıcak ve nötr devre telleri ve bu devreye takılan herhangi bir lamba, lamba armatürü veya cihaz tarafından belirlenen güzergahtan sonra sürekli olarak kaynağa veya toprağa geri dönmeye çalışır. Bu akım, izolasyonla korunan tellerle sınırlandırıldığı sürece, hiçbir problem yoktur. Elektrik, kontrolsüz elektrik akışına direnç sağlayan kablolama ile etkin şekilde evcilleştirilir.
Her elektrikli cihaz, elektriğin çalışmasını gerektirir ve bu çalışma, elektrik akımını sınırlayan elektriksel direnci içerir. Ancak, sıcak tel nötr teline bir yükten geçmeden dokunursa, direnç aniden çok düşük olur ve bu durum akımın çok yüksek olmasını sağlar.
- Teknik not: Bir konut devresindeki voltaj (V) 120 voltluk sabit olduğundan, akım (I) ve direnç (R) Ohm Yasası, V = IR'ye göre ters bir ilişkiye sahiptir.
Sıcak telden nötr yola olan bu ani engelsiz akış, dirençli bir yük tarafından kesilmeyen kısa devre olarak bilinir. Kısa devre bir durum birçok nedenden dolayı ortaya çıkabilir:
- Sıcak ve nötr telleri birbirinden ayıran yalıtım, tellerin temas etmesine izin verecek şekilde eskiden yıpranmış olabilir.
- Kötü bir şekilde bağlanmış sıcak veya nötr bir kablo, bir ışık fikstüründen veya prizden gevşeyebilir ve diğerine dokunabilir.
- Islak bir tapa üzerinde, elektrik suyla bir çataldan diğerine geçebilir.
- Bir elektrik teli, telleri açığa çıkaran ve sıcak olanın nötr olana dokunmasına izin veren hasar görebilir.
- Bir cihazın iç kabloları hatalı olabilir, bu da iç sıcak kablo ile nötr kablonun temas etmesini sağlar. Bir lamba veya başka bir cihazı prize takarsanız ve kıvılcımlar veya tetiklenmiş bir devre kesiciyle karşılaşırsanız, cihazın kendisinde kısa devre olabilir.
kredi: itsarasak thithuekthak / iStock / GettyImagesKısa bir devreden çalışmak fişleri ve prizleri eritebilir.Kısa devre olduğunda genellikle kıvılcımlar vardır, çünkü teller sürekli temasta değildir. Kıvılcımlar, prizler, anahtarlar ve fişler gibi plastik cihazları eritmek ve çevresindeki yanıcı maddeleri tutuşturmak için yeterli ısı üretir.
Kısa Devrelerden Zarar Görmesini Önleyen Güvenlik Aygıtları
Her evin bir devre kesici paneli vardır ve kesiciler anormal derecede yüksek akım akışını tespit etmek ve çalıştıklarında gücü kesmek için tasarlanmıştır. Devre kısa devre yaparsa, kesici açılacaktır ve kısa devreyi bulup düzeltene kadar sıfırlayamazsınız. Bir GFCI (toprak arızası akım kesicisi) çıkışı veya devre kesici, temel olarak toprak arızalarına bağlı akım anormalliklerini tespit etmek için tasarlanmıştır, ancak tüm devre kesiciler gibi kısa devre oluştuğunda da kapanacaktır.
kredi: Elite AnalysisAFCI devre kesicileri ve prizleri ark nedenini kısa devrelerle algılar ve gücü keser.Bu cihazların hiçbiri, bir AFCI (ark arıza akımı kesicisi) çıkışı veya devre kesici kadar kısa bir devreye duyarlı değildir. Kısa devreden kaynaklanma genellikle kesintilidir ve bir GFCI veya geleneksel bir devre kesici onu kaçırabilir. Bununla birlikte, bir AFCI, ark kaynaklı spesifik sinyal anomalisini saptamak için ayrılmıştır ve en kısa sürede kapanacaktır. Bu nedenle, elektrik kodu giderek evlerde ve ticari tesislerde stratejik yerlerde AFCI çıkışları gerektiriyor. Artık birçok üretici GFCI / AFCI kombinasyon çıkışları ve devre kesiciler sunmaktadır.
Elektrik Arkı Her Zaman Kötü Değildir
Bir ark flaşı sırasında oluşan ısıyı kontrol edebiliyorsanız, çeşitli kullanımlara koyabilirsiniz. Ark ve direnç kaynağının arkasındaki prensip budur.
Temel bir ark kaynak devresinde, kaynak yapılacak metal - iş - kaynak çubuğunun da bağlı olduğu bir güç kaynağına bir tel ile bağlanır. Kaynakçı, çubuğu iş için yeterince yakın hareket ettirdiğinde, çubuk ve iş arasında elektriğe neden olan kısa bir devre oluşur. Bu, metalin erimesi için yeterince sıcak olan 6,500 derece Fahrenheit aralığında sıcaklık üretir, böylece ark aralığında olan başka bir metal parçasına kaynaşabilir.
kredi: AŞIRI FOTOĞRAFÇI / iStock / GettyImagesKaynaklar, elektrik arkından metalin kaynağına kadar olan ısıyı kullanır.En eski ampullerde elektrik filamanları yerini alan filamentler kullanıldı. Bazı modern akkor ampullerde, özellikle parlak bir ışık kaynağının veya güneşten gelen ışığa yakın bir şekilde yaklaşılması gerektiğinde kullanılır. Arkın rengi elektrot malzemelerine bağlıdır, böylece araştırmacılar elektrotlardaki malzemeleri tanımlamak için bir çift elektrot tarafından oluşturulan bir yayın spektrumunu analiz edebilir.
Bu ve diğer uygulamalar, kısa devre kaynaklı elektrik arklarının tehlikeli olabileceğini göstermektedir, ancak her zaman kötü değildir.
