Короткое замыкание (8 класс)
В предыдущем занятии мы изучали закон Джоуля-Ленца, который описывает выделение тепла в электрической нагрузке. В частности, мы сумели рассчитать параметры бытовой электрической плитки.
Представим теперь следующую ситуацию: по неосторожности (например, при сборке) мы замкнули два провода внутри плитки. В итоге электрический ток перестал идти через ее спираль. Такая ситуация называется коротким замыканием, а на бытовом уровне — просто КЗ или «козой».
Вспомним закон Ома: I = U / R . Если напряжение бытовой сети постоянно и равно 220 В, а сопротивление плитки стало равно нулю, то означает ли это, что ток в подводящих проводах стал бесконечно большим? Конечно же, нет. В реальном мире провода, соединяющие розетку и внутреннее сопротивление электроплитки, имеют хоть и малое, но все-таки конечное сопротивление. Обозначим его как r малое.
Пусть данное сопротивление равно 1 ому. В этом случае протекающий по проводам ток равен 220 ампер. А какова будет тепловая мощность? Остановите видеоурок и посчитайте ее, воспользовавшись законом Джоуля-Ленца.
Итак, наша мощность получилась:
P = U^2/r = 48400 Вт = 48.4 кВт
И это при том, что мощность нашей закороченной плитки была всего 1-2 кВт! Как мы видим, подходящие к плитке провода мгновенно раскалятся докрасна, и дальше уже вызовут пожар. К сожалению, такое случается довольно часто — горят дома, погибают люди. На фотографиях вы видите последствия таких пожаров.
Чтобы избежать случайного замыкания, в электротехнике действует простое правило: источник энергии всегда имеет разъем, потребитель энергии — штеккер. Все мы встречаемся с этим правилом каждый день, пользуясь привычными электрическими розетками. Действительно, розетка устроена так, чтобы исключить любое случайное замыкание. В то же время, любая электрическая нагрузка — чайник, телевизор, компьютер и так далее — имеет электрическую вилку.
По такому же принципу сконструированы, например, и штеккеры различных зарядных устройств. Один контакт находится снаружи, но второй надежно спрятан внутри — опять же, чтобы не было случайного замыкания между ними.
Частая причина короткого замыкания — обыкновенная вода. Из-за своей способности проводить ток и проникать куда угодно она является проблемой номер один в электротехнике. Это может быть, например, вода, протекшая с крыши или образовавшийся конденсат. Когда влага попадает на электрические контакты, она вызывает их замыкание.
Еще одна причина возгораний не связана с коротким замыканием, но мы ее тоже обсудим.
Чтобы соединять провода, применяют, в частности, их скрутку.
Если по каким-либо причинам она ослабнет или окислится, то, получится, что между проводами возникнут тонкие участки такого же или большего удельного сопротивления. Мы помним, что чем тоньше проводник, тем большее сопротивление он имеет. С другой стороны, закон Джоуля-Ленца нам показывает, что тепловая мощность тоже пропорциональна сопротивлению. В итоге, наши тонкие участки контакта начнут все больше и больше разогреваться, пока, опять же, не вызовут пожар.
Точно такое же случается и в некачественных розетках, у которых уже ослабли контакты. Как их можно определить? Если вы включили в такую розетку, например, чайник и слышите в ней характерное потрескивание — значит, розетка неисправна. Если потрескивания нет, но сама вилка или ее контакты после вытаскивания оказываются нагретыми — это та же проблема.
Подведем итог и запишем базовые правила по безопасной работе с электричеством:
- категорически нет воде и влаге
- обязательны надежные контакты и соединения (скрутка, спайка, сварка)
- каждый провод рассчитан на определенный максимальный ток (то есть запрещено включать, например, несколько мощных потребителей в один удлинитель)
- прямая скрутка алюминий+медь — категорически запрещена
Плавкий предохранитель представляет собой цилиндрический элемент с расположенной внутри тонкой проволокой.
Ее толщина рассчитана так, чтобы выдерживать только определенное значение протекающего тока. При превышении этой величины проволока плавится и разрывает электрическую цепь. Таким образом, этот элемент является одноразовым, и, грубо говоря, ценой своей «жизни» защищает более дорогие элементы схемы, стоящие за ним (например, телевизора).
Автоматические выключатели на бытовом уровне называют просто «автоматами». Они допускают многократное отключение и включение. Каждый «автомат» имеет определенный ток отключения, по которому его подбирают для той или иной электрической цепи. «Автоматы» ставятся на вводе электрических проводов в квартиру или дом. В многоэтажном доме они расположены в специальном щитке на лестничной площадке. Как правило, на каждое помещение ставится свой автоматический выключатель — чтобы при коротком замыкании не обесточить всю квартиру или дом.
в каком случае произойдёт короткое замыкание в цепи переменного тока?
в квартире, и почему оно происходит? как его можно устроить? чем оно опасно?
Что такое-короткое замыкание-я знаю.
Лучший ответ
Для термина «короткое замыкание» имеется два принципиально разных определения, так что есть в этом понятии некоторая разнобойка и неопределенность, которую надо уточнять «по месту»:
1. Коро́ткое замыка́ние — электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать при нарушении изоляции токоведущих элементов или вследствие механического соприкосновения элементов, работающих без изоляции.
2. Коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.
То есть согласно второму определению, если подключить к бытовой сети сопротивление в 800 ом (например электроплитку) , то коротыша не будет, но если подключить кусок нихрома с сопротивлением 8 ом, то уже будет коротыш.. .
Остальные ответы
пересохла изоляция, плавление изоляции при нагреве проводов от слишком большой нагрузки при этом не сработали предохранители, попадание воды (соседи затопили, последний этаж с крыши течет) , да мало ли еще фактов. и произойти пожет много чего, минимум просто пред выбьет, у меня так уз за коротыша (как раз попадание воды, последний этаж) был пожар
Происходит оно из-за плохой проводки, возможен пожар, устранить просто -если оно постоянно, но когда то есть, то нет — проблема, лучше не шутить и заменить проводку .
Надо соединить фазу с нулём любым проводником. Например можно засунуть заколку для волос в розетку (один конец в одну дырку, другой в другую) . Только держи её лучше шипцами с изолированными ручками. Будет хлопок и вспышка, сработает защитный автомат, и у тебя вырубтся свет. Опасность в возможности обжечься, или устроить пожар, ну ешё может розетка оплавиться. Конечно если автоматы не исправные, то последствия могут быть более серьёзными.
устроить да элементарно, два провода в зубы и вперед.
куча причин. Чаще где-то проводка оплавилась от сильного нагрева — например, в розетку с древней проводкой воткнули новый чайник или нагреватель.
У меня была польская люстра с такими удивительными патронами, чо при вворачивании лампы центральный контакт сворачивался набок и коротил.. .
А еще просто шуруп может попасть в провод.. .
аа вот вода провод не закоротит — сопротивление достаточно большое. даже если начнет греться — высохнет.
1) обычно из за плохого контакта — контакт сильно нагревается за счет теплопроводности нагреваются провода на них плавится изоляция и тут 2 варианта 1- за счет запасенной в их упругости механической энергии они соприкасаются ->КЗ 2- изоляция обугливается уголь это проводник ->КЗ
Или из за перегрузки (принцип описан выше)
2) Взять провод, зачистить его, одним концом вставить в одну дырочку в розетке другим в другую ->КЗ, или найти фазу один конец провода на фазу другой на заземление (специальное или природное)
3) большой ток сильно нагревает провод на нем может расплавится изоляция или даже загореться в любом из этих случаев использовать проводку уже нельзя, в месте КЗ может произойти мощный дуговой разряд который испаряет все к чему коснется, поджигает, ослепляет вспышкой. Очень большие токи могут рвать и срывать скреплений шины.
здесь при напряжении 0,9 В ток около 100 А
В любой ситуации при соприкосновении «фазы»и «земли» на прямую.
проволоку толстую в скобу согнуть и в розетку сунуть:)) )
или взять спички и провод подпалить.. .
Да лехше всего соль в стакане воды развести и плеснуть сие зелье в розетку!
—
Опасно для здоровья!
при соприкосновении двух жил в одном проводе.
обычно это старая обветшалая проводка, или безолаберность электриков которые прокладывали провода.
Причины короткого замыкания электропроводки
Происходит с течением времени и вследствие даже незначительных, но регулярных перепадов температур. Обычно в таком случае изоляция постепенно из гибкой становится хрупкой – на ней появляются трещины в которых может скапливаться влага или пыль. В случае неблагоприятного стечения обстоятельств это может спровоцировать возникновение КЗ через микродугу, причем это самый тяжелый случай с точки зрения поиска неисправности.
Повреждение изоляции грызунами
Это достаточно частое явление в сельской местности, да и в промышленных условиях такие поломки далеко не редкость – мыши прогрызают наружную изоляцию кабелей, затем внутреннюю и замыкают собой фазу с нолем.
Сложность поиска такой неисправности может заключаться в том, что неизвестно где мышь могла облюбовать себе место для «трапезы». Но с другой стороны, обычно место повреждения хорошо заметно, поэтому достаточно поверхностного осмотра провода, хоть и по всей его длине.
Надо учитывать, что здесь не всегда происходит полноценное замыкание – иногда мышь может частично повредить изоляцию и замкнуть провода не напрямую, а через себя. В таком случае велика вероятность найти место повреждения провода по погибшему животному, которого судорога от электрического тока приковывает к перегрызенному проводу. Хотя иногда бывает и такое, что мышь отбрасывает от кабеля, особенно если у нее получается замкнуть провода напрямую и произойдет полноценное короткое замыкание погрызенной проводки.
Значительный перегрев изоляции кабелей
Это не всегда заметно глазу, но при подаче напряжения на провода, на них начинает действовать электромагнитное поле, которое стремится распрямить их металлическую часть. Пока провод работает в штатном режиме, это не имеет особого значения, но если к нему подключен слишком мощный потребитель, то жилы начнут нагреваться. Когда вследствие этого изоляция станет мягкой, то жилы под воздействием электромагнитного поля расшатают пластик изнутри, а со временем и полностью его прорвут. В итоге произойдет полноценное замыкание и выбьет автомат защиты, а если совсем не повезет, то загорится сама изоляция кабеля.
Прямое соединение фазного и нулевого проводов
Причины, по которым напрямую коротнуло силовую проводку могут быть самыми разнообразными – от банальной невнимательности, которую иногда допускают выполняя монтаж, до аварии вследствие бури или другого стихийного бедствия.
Главное здесь то, что при прямом соприкосновении фазы и ноля всегда происходит скачкообразное повышение силы тока и температуры на токоведущих жилах. В большинстве случаев провода не рассчитаны на то, чтобы выдерживать токи короткого замыкания, поэтому в месте соприкосновения происходит мини-взрыв, вследствие которого выгорает изоляция, а разлетающиеся расплавленные частицы токоведущих жил разносят ее пепел вокруг. В этом случае нет особой проблемы в том, как найти короткое замыкание в проводке – все видно невооруженным глазом – провода оплавлены и все вокруг в саже.
Здесь особо надо учитывать, что сажа, которая покрывает всю прилегающую поверхность, как и пыль, в определенных концентрациях способна проводить электрический ток, поэтому при ликвидации последствий замыкания ее надо тщательно вычищать.
Как предупредить короткое замыкание
Самый простой способ – это соблюдать рекомендации, прописанные в ПУЭ – практически всем записям в этой книге предшествует какая-либо авария либо как минимум нештатная ситуация. Ну а так как заучивать правила скорее всего никто не будет, то хотя бы надо руководствоваться здравым смыслом, который диктует следующее:
Если проводка старая, то настоятельно рекомендуется ее замена. Если по каким-либо причинам это невозможно, то, как минимум, надо осмотреть контакты розеток и оценить, требуется ли им дополнительная изоляция.
Если квартиру затопили соседи сверху, то, даже если ничего не замкнуло, это повод пересмотреть скрутки проводов в распределительных коробах – под воздействием влаги липкая сторона изоленты теряет свои свойства.
Нужна осторожность при вбивании гвоздей в стены – неудачно забитый гвоздь приносит с собой большое количество «головной боли» по замене перебитого провода.
Настоятельно рекомендуется при проведении капитального ремонта составить план электропроводки, а если в каком-либо месте есть скрутки проводов, то обязательно указывать её на схеме – это потенциальное «слабое звено».
В частном секторе обязательно надо применять дополнительные меры по защите проводки от крыс и мышей – есть достаточно большое количество найденных домашними электриками способов борьбы с грызунами – это могут быть металлические гофры, промазывание кабелей мастикой и прочие методы.
Если в розетку приходилось включать мощный прибор, то потом стоит перепроверить, не подгорели ли контакты и состояние изоляции.
Одним из самых опасных повреждений электропроводки являются короткие замыкания. Они могут привести к загораниям, поэтому требуют быстрого реагирования и отключения поврежденного участка цепи.
Основной причиной возникновения коротких замыканий является нарушение изоляции электрооборудования. Оно может быть вызвано: перегрузкой сети, старением изоляции, механическими повреждениями изоляции и др. Часто причиной повреждений электроустановок являются неквалифицированные действия обслуживающего персонала.
Пожарная безопасность электропроводок обеспечивается соблюдением следующих основных требований:
Правильным выбором вида электропроводки и способа ее прокладки;
Соответствием вида электропроводки и характеристик используемых проводов;
Правильным выбором электрозащиты;
Удобная прокладка кабелей, способствует быстрой локализации очага пожара;
Монтаж электропроводки должен осуществляться специалистами.
Всегда помните, что прежде, чем производить работы с проводкой, ее необходимо обесточить.
ПОМНИТЕ: Единый телефон службы спасения — 01, 101, 112
Короткое замыкание из за воды
1. Не следует паниковать.
2. Проверьте щиток. Если у автомата опущенный вниз тумблер, значит он отключен.
3. Вы можете включить его, подняв тумблер вверх.
4. Автомат может отключиться не только, если проводка неисправна. Порой он выключается, если произошел высокий перепад напряжения.
5. Бывают случаи, когда не получается включить автомат и тумблер самостоятельно опускается вниз.
Существуют две причины такого явления:
- Неисправность самого автомата.
- Короткое замыкание произошло на проводнике.
В этом случае нужно сразу звать специалиста.
Техника безопасности
Не следует ремонтировать все самостоятельно, даже если вы хорошо разбираетесь в электричестве. Следует поручить это дело тому, у кого не один год опыта работы. Подобные люди умеют находить места повреждения при помощи специального прибора, и исправлять их без потерь для отделки.
Подобное оборудование нужно не только для поиска места, где перегородка перегорела. Ее также используют, если человек не знает, где именно находится проводка. Например, в домах старого типа ее делают за стеной.
И владелец, проделывая отверстие в стене, может случайно повредить проводку. Можно воспользоваться помощью специалиста. Он сделает схему расположения проводки в доме.
Своевременно диагностируйте и ремонтируйте проводку, чтобы избежать короткого замыкания и его последствий.