Minsan, sinabi ng isang fitter sa isang babae na hindi masyadong marunong sa electrical engineering ang dahilan ng pagkawala ng ilaw sa kanyang apartment. Naka-short circuit pala, at hiniling ng babae na pahabain agad. Maaari kang tumawa sa kuwentong ito, ngunit mas mahusay na isaalang-alang ang problemang ito nang mas detalyado. Ang mga espesyalista sa elektrikal, kahit na wala ang artikulong ito, alam kung ano ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, kung ano ang nagbabanta at kung paano kalkulahin ang kasalukuyang short circuit. Ang impormasyon sa ibaba ay naka-address sa mga taong walang teknikal na edukasyon, ngunit, tulad ng iba, ay hindi immune mula sa mga problema na nauugnay sa pagpapatakbo ng mga kagamitan, makina, kagamitan sa produksyon at ang pinakakaraniwang mga gamit sa bahay. Mahalagang malaman ng bawat tao kung ano ang short circuit, ano ang mga sanhi nito, posibleng kahihinatnan at paraan para maiwasan ito. Hindi mo magagawa sa paglalarawang ito nang hindi nakikilala ang mga pangunahing kaalaman sa agham ng elektrikal. Ang isang mambabasa na hindi nakakakilala sa kanila ay maaaring magsawa at hindi matapos basahin ang artikulo hanggang sa dulo.

Popular na paglalahad ng batas ng Ohm

Anuman ang likas na katangian ng kasalukuyang sa isang de-koryenteng circuit, ito ay nangyayari lamang kung may potensyal na pagkakaiba (o boltahe, ito ay pareho). Ang likas na katangian ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng halimbawa ng isang talon: kung may pagkakaiba sa antas, ang tubig ay dumadaloy sa ilang direksyon, at kapag hindi, ito ay nakatayo. Kahit na ang mga mag-aaral ay alam ang batas ng Ohm, ayon sa kung saan ang kasalukuyang ay mas malaki, mas mataas ang boltahe, at mas kaunti, mas mataas ang paglaban na kasama sa pagkarga:

Ako ay ang magnitude ng kasalukuyang, na kung minsan ay tinatawag na "kasalukuyang lakas", bagaman ito ay hindi isang ganap na karampatang pagsasalin mula sa Aleman. Ito ay sinusukat sa Amperes (A).

Sa katunayan, ang kasalukuyang mismo ay walang kapangyarihan (iyon ay, ang sanhi ng acceleration), na kung saan ay nagpapakita ng sarili sa panahon ng isang maikling circuit. Ang terminong ito ay naging pamilyar at madalas na ginagamit, kahit na ang mga guro ng ilang mga unibersidad, nang marinig ang mga salitang "kasalukuyang lakas" mula sa mga labi ng isang mag-aaral, ay agad na naglagay ng "masama". "Ngunit paano ang apoy at usok na nagmumula sa mga kable kapag may short circuit? - ang matigas ang ulo na kalaban ay magtatanong, - Hindi ba ito lakas? May sagot sa komentong ito. Ang katotohanan ay ang mga perpektong konduktor ay hindi umiiral, at ang kanilang pag-init ay tiyak na dahil sa katotohanang ito. Kung ipagpalagay natin na R=0, walang init na ilalabas, gaya ng malinaw sa batas ng Joule-Lenz sa ibaba.

Ang U ay ang parehong potensyal na pagkakaiba, na tinatawag ding boltahe. Ito ay sinusukat sa Volts (mayroon kaming V, sa ibang bansa V). Tinatawag din siya puwersang electromotive(EMF).

R- paglaban sa kuryente, iyon ay, ang kakayahan ng isang materyal na pigilan ang pagpasa ng kasalukuyang. Para sa dielectrics (insulators) ito ay malaki, bagaman hindi walang hanggan, para sa mga conductor ito ay maliit. Ito ay sinusukat sa ohms, ngunit tinatantya bilang isang tiyak na halaga. Hindi sinasabi na ang mas makapal ang kawad, mas mahusay itong nagsasagawa ng kasalukuyang, at kung mas mahaba ito, mas malala ito. Samakatuwid, ang resistivity ay sinusukat sa ohms na pinarami ng square millimeter at hinati sa metro. Bilang karagdagan, ang halaga nito ay apektado ng temperatura, mas mataas ito, ang mas lumalaban. Halimbawa, ang isang gintong konduktor na 1 metro ang haba at 1 sq. mm sa 20 degrees Celsius ay may kabuuang pagtutol na 0.024 Ohm.

Mayroon ding pormula ng batas ng Ohm para sa kumpletong kadena, ang panloob (intrinsic) na paglaban ng pinagmumulan ng boltahe (EMF) ay ipinakilala dito.

Dalawang simple ngunit mahalagang mga formula

Imposibleng maunawaan ang dahilan kung bakit nangyayari ang isang maikling circuit nang hindi pinagkadalubhasaan ang isa pang simpleng formula. Ang kapangyarihan na natupok ng pagkarga ay katumbas (hindi kasama ang mga reaktibong bahagi, ngunit tungkol sa mga ito sa ibang pagkakataon) sa produkto ng kasalukuyang at boltahe.

P - kapangyarihan, Watt o Volt-Amp;

U - boltahe, Volt;

Ako - kasalukuyang, Ampere.

Ang kapangyarihan ay hindi kailanman walang hanggan, ito ay palaging limitado ng isang bagay, samakatuwid, kasama ang nakapirming halaga nito, habang ang kasalukuyang pagtaas, ang boltahe ay bumababa. Ang pag-asa ng dalawang parameter na ito ng gumaganang circuit, na ipinahayag sa graphically, ay tinatawag na kasalukuyang-boltahe na katangian.

At ang isa pang formula na kinakailangan upang makalkula ang mga short-circuit na alon ay ang batas ng Joule-Lenz. Nagbibigay ito ng ideya kung gaano karaming init ang nabuo kapag lumalaban sa isang pagkarga, at napakasimple. Ang konduktor ay magpapainit sa isang intensity na proporsyonal sa magnitude ng boltahe at ang parisukat ng kasalukuyang. At, siyempre, ang formula ay hindi kumpleto nang walang oras, mas matagal ang paglaban ay pinainit, mas init ang ilalabas nito.

Ano ang nangyayari sa circuit sa panahon ng isang maikling circuit

Kaya, maaaring isaalang-alang ng mambabasa na pinagkadalubhasaan niya ang lahat ng mga pangunahing pisikal na batas upang malaman kung ano ang magnitude (okay, hayaan ito) ng kasalukuyang short circuit. Ngunit kailangan mo munang magpasya sa tanong kung ano, sa katunayan, ito. Ang short circuit (short circuit) ay isang sitwasyon kung saan ang load resistance ay malapit sa zero. Tinitingnan namin ang formula ng batas ng Ohm. Kung isasaalang-alang namin ang bersyon nito para sa isang seksyon ng circuit, madaling maunawaan na ang kasalukuyang ay may posibilidad na infinity. Sa buong bersyon, malilimitahan ito ng paglaban ng pinagmulan ng EMF. Sa anumang kaso, ang kasalukuyang short-circuit ay napakalaki, at ayon sa batas ng Joule-Lenz, mas malaki ito, mas pinainit ang konduktor kung saan ito pupunta. Bukod dito, ang pag-asa ay hindi direkta, ngunit parisukat, iyon ay, kung tumaas ako ng isang daang beses, pagkatapos ay sampung libong beses na mas init ang ilalabas. Ito ang panganib ng isang phenomenon na kung minsan ay humahantong sa sunog.

Ang mga wire ay kumikinang na pula na mainit (o puting mainit), inililipat nila ang enerhiya na ito sa mga dingding, kisame at iba pang bagay na kanilang hinahawakan at sinusunog ang mga ito. Kung ang bahagi sa ilang aparato ay humipo sa neutral na konduktor, ang isang short-circuit na kasalukuyang ng pinagmulan ay nangyayari, na nakasara sa sarili nito. Ang nasusunog na base ng mga electrical wiring ay isang bangungot para sa mga inspektor ng sunog at ang sanhi ng maraming multa na ipinataw sa mga iresponsableng may-ari ng mga gusali at lugar. At ang kasalanan, siyempre, ay hindi ang mga batas ng Joule-Lenz at Ohm, ngunit ang pagkakabukod ay natuyo mula sa katandaan, walang ingat o hindi marunong mag-install, mekanikal na pinsala o labis na karga ng mga kable.

Gayunpaman, ang kasalukuyang short-circuit, gaano man kalaki, ay hindi rin walang hanggan. Ang laki ng mga problema na maaari niyang gawin ay apektado ng tagal ng pag-init at ang mga parameter ng scheme ng supply ng kuryente.

Mga AC circuit

Ang mga sitwasyong tinalakay sa itaas ay may pangkalahatang katangian o nababahala na mga DC circuit. Sa karamihan ng mga kaso, ang mga pasilidad ng tirahan at pang-industriya ay binibigyan ng kuryente mula sa network. AC boltahe 220 o 380 volts. Ang problema sa DC wiring ay kadalasang nangyayari sa mga kotse.

Mayroong pagkakaiba sa pagitan ng dalawang pangunahing uri ng supply ng kuryente, at isang makabuluhang isa. Ang punto ay ang sipi alternating current maiwasan ang mga karagdagang bahagi ng paglaban, na tinatawag na reaktibo at dahil sa likas na alon ng mga phenomena na nagmumula sa kanila. Ang mga inductance at capacitance ay tumutugon sa alternating current. Ang kasalukuyang short circuit ng transpormer ay limitado hindi lamang sa pamamagitan ng aktibo (o ohmic, iyon ay, isa na maaaring masukat gamit ang isang pocket tester) na paglaban, kundi pati na rin sa pamamagitan ng inductive component nito. Ang pangalawang uri ng load ay capacitive. Kaugnay ng aktibong kasalukuyang vector, ang mga vector ng mga reaktibong bahagi ay tinatanggihan. Ang inductive current ay nahuhuli, at ang capacitive current ay humahantong dito ng 90 degrees.

Ang isang halimbawa ng pagkakaiba sa pag-uugali ng isang load na may reaktibong bahagi ay isang conventional speaker. Ang ilang mga mahilig sa malakas na musika ay na-overload ito hanggang sa ang magnetic field ay kumatok sa diffuser pasulong. Ang coil ay lumilipad sa core at agad na nasusunog, dahil ang inductive component ng boltahe nito ay bumababa.

Mga uri ng short circuit

Maaaring mangyari ang short circuit current sa iba't ibang circuit na konektado sa iba't ibang pinagmumulan ng direktang o alternating current. Ang pinakamadaling paraan ay ang karaniwang plus, na biglang konektado sa minus, na lumalampas sa payload.

Ngunit sa alternating kasalukuyang, mayroong higit pang mga pagpipilian. Single phase kasalukuyang ang isang maikling circuit ay nangyayari kapag ang isang bahagi ay konektado sa isang neutral o grounded. Sa isang three-phase network, maaaring mangyari ang hindi gustong contact sa pagitan ng dalawang phase. Isang boltahe na 380 o higit pa (kapag nagpapadala ng kapangyarihan sa malalayong distansya sa mga linya ng kuryente) ang boltahe ay maaari ding magdulot ng hindi kanais-nais na mga kahihinatnan, kabilang ang isang arc flash sa oras ng paglipat. Maaari nitong isara ang lahat ng tatlo (o apat, kasama ang neutral) na mga wire sa parehong oras, at ang three-phase short circuit current ay dadaloy sa kanila hanggang sa gumana ang protective automatics.

Ngunit hindi lang iyon. Sa rotors at stators mga de-koryenteng makina(mga motor at generator) at mga transformer, kung minsan ang isang hindi kasiya-siyang kababalaghan bilang isang inter-turn short circuit ay nangyayari, kung saan ang mga katabing wire loop ay bumubuo ng isang uri ng singsing. Ang closed loop na ito ay may napakababang AC resistance. Ang lakas ng kasalukuyang short circuit sa mga pagliko ay tumataas, nagiging sanhi ito ng pag-init ng buong makina. Sa totoo lang, kung mangyari ang ganitong sakuna, hindi ka dapat maghintay hanggang sa matunaw ang lahat ng pagkakabukod at umuusok ang de-kuryenteng motor. Ang mga windings ng makina ay kailangang i-rewound, nangangailangan ito ng mga espesyal na kagamitan. Ang parehong naaangkop sa mga kasong iyon kapag, dahil sa "interturn", isang short-circuit kasalukuyang ng transpormer ay lumitaw. Kung mas mababa ang pagkasunog ng pagkakabukod, magiging mas madali at mas mura ang pag-rewinding.

Pagkalkula ng kasalukuyang short circuit

Gaano man kasakuna ito o ang kababalaghang iyon, ang quantitative assessment nito ay mahalaga para sa engineering at inilapat na agham. Ang kasalukuyang formula ng maikling circuit ay halos kapareho sa batas ng Ohm, nangangailangan lamang ito ng ilang paliwanag. Kaya:

I short circuit = Uph / (Zn + Zt),

ako k.z. - halaga ng short circuit kasalukuyang, A;

pataas- boltahe ng phase, SA;

Ang Zn ay ang kabuuang (kabilang ang reaktibong bahagi) na paglaban ng short-circuited loop;

Ang Zt ay ang kabuuang (kabilang ang reaktibong bahagi) na paglaban ng power transformer (power), Ohm.

Ang mga impedance ay tinukoy bilang hypotenuse ng isang right triangle, ang mga binti kung saan ay ang mga halaga ng aktibo at reaktibo (inductive) na pagtutol. Ito ay napaka-simple, kailangan mong gamitin ang Pythagorean theorem.

Medyo mas madalas kaysa sa kasalukuyang formula ng short-circuit, ginagamit ang mga kurba sa eksperimento sa pagsasanay. Kinakatawan nila ang mga dependences ng halaga ng I k.z. sa haba ng konduktor, ang cross section ng wire at ang kapangyarihan power transpormer. Ang mga tsart ay isang koleksyon ng mga pababang exponential na linya, kung saan nananatili lamang ang pagpili ng naaangkop. Ang pamamaraan ay nagbibigay ng tinatayang resulta, ngunit ang katumpakan nito ay angkop sa mga praktikal na pangangailangan ng mga inhinyero ng suplay ng kuryente.

Paano ang proseso

Parang nangyayari agad ang lahat. May umugong, lumabo ang ilaw at agad na namatay. Sa katunayan, tulad ng anumang pisikal na kababalaghan, ang proseso ay maaaring iunat sa pag-iisip, pabagalin, pag-aralan at nahahati sa mga yugto. Bago ang simula ng sandali ng emergency, ang circuit ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang matatag na kasalukuyang halaga na nasa loob ng nominal na mode. Biglang, ang impedance ay bumaba nang husto sa isang halaga na malapit sa zero. Ang mga inductive na bahagi (mga de-koryenteng motor, chokes at mga transformer) ng pag-load sa parehong oras, tulad ng dati, ay nagpapabagal sa proseso ng kasalukuyang paglago. Kaya, sa unang microseconds (hanggang sa 0.01 sec), ang short-circuit current ng boltahe na pinagmumulan ay nananatiling halos hindi nagbabago at kahit na bahagyang bumababa dahil sa pagsisimula ng lumilipas. Kasabay nito, ang EMF nito ay unti-unting umabot sa zero, pagkatapos ay dumaan dito at nakatakda sa ilang nagpapatatag na halaga, na nagsisiguro sa daloy ng isang malaking I short circuit. Ang kasalukuyang mismo sa oras ng lumilipas na proseso ay ang kabuuan ng mga periodic at aperiodic na bahagi. Ang hugis ng graph ng proseso ay nasuri, bilang isang resulta kung saan posible upang matukoy pare-pareho ang halaga oras, depende sa anggulo ng pagkahilig ng tangent sa acceleration curve sa punto ng inflection nito (unang derivative) at ang oras ng pagkaantala, na tinutukoy ng halaga ng reactive (inductive) na bahagi ng kabuuang paglaban.

Surge short-circuit kasalukuyang

Sa teknikal na panitikan, ang terminong "short-circuit shock current" ay madalas na matatagpuan. Hindi ka dapat matakot sa konseptong ito, hindi naman ito kakila-kilabot at walang kinalaman sa electric shock. Ang konseptong ito ay nangangahulugan ng pinakamataas na halaga ng I k.z. sa alternating current circuit, na kadalasang umaabot sa halaga nito sa kalahating panahon pagkatapos lumitaw ang sitwasyong pang-emergency. Sa dalas ng 50 Hz, ang panahon ay 0.2 segundo, at ang kalahati nito ay 0.1 segundo, ayon sa pagkakabanggit. Sa sandaling ito, ang pakikipag-ugnayan ng mga konduktor na matatagpuan malapit sa isa't isa ay umabot sa pinakamataas na intensity nito. Ang shock short-circuit current ay tinutukoy ng formula, na sa artikulong ito, na inilaan hindi para sa mga espesyalista at hindi kahit para sa mga mag-aaral, ay hindi makatwiran. Ito ay makukuha sa dalubhasang literatura at mga aklat-aralin. Sa kanyang sarili, ang mathematical expression na ito ay hindi partikular na mahirap, ngunit nangangailangan ito ng mas malaking komento na nagpapalalim sa mambabasa sa teorya ng mga de-koryenteng circuit.

Kapaki-pakinabang na short circuit

Tila ang malinaw na katotohanan ay ang isang maikling circuit ay isang napakasama, hindi kasiya-siya at hindi kanais-nais na kababalaghan. Maaari itong humantong, sa pinakamabuting kalagayan, sa de-energization ng pasilidad, pagsasara ng emergency protective equipment, at, sa pinakamalala, sa pagka-burnout ng mga kable at maging ng sunog. Samakatuwid, ang lahat ng pagsisikap ay dapat na nakatuon sa pag-iwas sa salot na ito. Gayunpaman, ang pagkalkula ng mga short-circuit na alon ay may tunay at praktikal na kahulugan. Maraming mga teknikal na paraan ang naimbento na gumagana sa mode ng mataas na kasalukuyang mga halaga. Ang isang halimbawa ay ang karaniwan welding machine, lalo na arc, na sa oras ng operasyon ay halos short-circuits ang elektrod na may saligan. Ang isa pang isyu ay ang mga rehimeng ito ay isang panandaliang kalikasan, at ang kapangyarihan ng transpormer ay ginagawang posible upang mapaglabanan ang mga labis na karga. Kapag hinang sa punto ng pakikipag-ugnay sa dulo ng elektrod, dumaan ang mga malalaking alon (sinusukat sila sa sampu-sampung amperes), bilang isang resulta kung saan ang sapat na init ay inilabas upang lokal na matunaw ang metal at lumikha ng isang malakas na tahi.

Mga paraan ng proteksyon

Sa pinakaunang mga taon ng mabilis na pag-unlad ng electrical engineering, noong ang sangkatauhan ay matapang na nag-eeksperimento, nagpapakilala ng mga galvanic na aparato, nag-imbento iba't ibang uri mga generator, motor at ilaw, lumitaw ang problema sa pagprotekta sa mga device na ito mula sa mga overload at short circuit currents. Ang pinakasimpleng solusyon nito ay ang pag-install ng mga fusible na elemento sa serye na may load, na nawasak ng resistive heat kung ang kasalukuyang lumampas sa itinakdang halaga. Ang ganitong mga piyus ay nagsisilbi sa mga tao ngayon, ang kanilang pangunahing bentahe ay pagiging simple, pagiging maaasahan at mababang gastos. Ngunit mayroon din silang mga disadvantages. Ang napakasimple ng "cork" (bilang ang mga may hawak ng fusible rates ay tinawag para sa kanilang partikular na hugis) ay pumukaw sa mga gumagamit, pagkatapos ng pagka-burnout nito, hindi upang pilosopohin nang palihim, ngunit upang palitan ang mga nabigong elemento ng mga unang wire, mga clip ng papel, at kahit na. mga pako na dumarating sa kamay. Nararapat bang banggitin na ang gayong proteksyon laban sa mga short-circuit na alon ay hindi natutupad ang marangal na pag-andar nito?

Sa mga pang-industriyang halaman para sa de-energizing overloaded circuits mga circuit breaker nagsimulang gamitin nang mas maaga kaysa sa mga kalasag sa apartment, ngunit sa mga nakalipas na dekada, ang mga "plug" ay higit na pinalitan ng mga ito. Ang mga "awtomatikong makina" ay mas maginhawa, hindi sila mababago, ngunit naka-on sa pamamagitan ng pag-aalis ng sanhi ng maikling circuit at paghihintay na lumamig ang mga elemento ng thermal. Ang kanilang mga contact ay minsan nasusunog, kung saan mas mahusay na palitan ang mga ito at huwag subukang linisin o ayusin ang mga ito. Ang mas kumplikadong differential automata sa isang mataas na halaga ay hindi magtatagal ng mas mahaba kaysa sa karaniwan, ngunit sa functionally ang kanilang load ay mas malawak, pinapatay nila ang boltahe sa kaso ng kaunting kasalukuyang pagtagas "sa gilid", halimbawa, kapag ang isang tao ay tinamaan ng isang agos ng kuryente.

Sa pang-araw-araw na buhay, hindi inirerekomenda ang pag-eksperimento sa isang maikling circuit.

Pahina 1

Ang lakas ng kasalukuyang short circuit sa mga terminal ng motor ay depende sa kapangyarihan ng supply transformer, ang haba at cross section ng connecting cable.

Ang lakas ng mga short-circuit na alon ay kadalasang kinakalkula gamit ang walang-paglaban na paraan. Ang kakanyahan ng pamamaraan ay upang matukoy ang halaga ng paglaban ng mga indibidwal na elemento ng system, pagkatapos ay ang kabuuang (kabuuang) paglaban ng buong network mula sa pinagmumulan ng power supply hanggang sa site ng fault, at sa laki ng kabuuang paglaban - ang maikling lakas ng kasalukuyang circuit. Sa kasong ito, ang paglaban ng mga indibidwal na seksyon ng network na may iba't ibang mga boltahe ay tinutukoy sa boltahe ng maikling circuit.

Ang lakas ng short-circuit current na nangyayari sa switched section ay maaaring limitahan sa pamamagitan ng pagpasok ng resistance sa section na ito, at ang operating current ng rotor ay dapat dumaan sa naturang resistance sa panahon lang ng switching. Ang huli ay kinakailangan upang hindi magkaroon ng masyadong malaking pagkawala ng init.

Kung ang kasalukuyang short circuit ay lumampas sa 2000 A/V.

Pagsukat ng mga short-circuit na alon sa galvanic cells na may mababang panloob na pagtutol mahirap kasi yung connection kagamitan sa pagsukat(milliammeter o ammeter) pinatataas ang resistensya ng circuit at distorts ang tunay na halaga ng kasalukuyang.

Tukuyin ang short-circuit current ng baterya kung, sa isang kasalukuyang ng 2 A, isang kapangyarihan ng 24 W ay inilabas sa panlabas na circuit, at sa isang kasalukuyang ng 5 A, isang kapangyarihan ng 30 W. Hanapin pinakamataas na kapangyarihan, na maaaring tumayo sa kadena.

Upang makalkula ang lakas ng kasalukuyang short circuit sa mga network na may mga boltahe sa itaas ng 1000 V, kinakailangang malaman ang mga resistensya ng mga generator, mga transformer, mga linya ng paghahatid at iba pang mga elemento.

Upang limitahan ang lakas ng kasalukuyang short circuit na nangyayari kapag ang isang arko ay nabuo sa pagitan ng mga electrodes sa electrostatic precipitator, at upang patayin ang arko sa circuit pangunahing paikot-ikot mataas na boltahe transpormer na konektado sa serye buffer resistance (rheostat) BS.

MAY; / - short circuit kasalukuyang lakas, A; R - paglaban ng konduktor, Ohm; t - maikling circuit time, s; cpr - kapasidad ng init ng materyal na konduktor, J / / (kg - K); mr - masa ng konduktor, kg.

Ang mga halaga ng kasalukuyang short circuit na kinakalkula sa paraang ito ay ginagawang posible na suriin ang pagsusulatan ng mga halaga ng katalogo ng thermal (thermal) at dynamic (shock) na katatagan ng mga napiling device sa mga kinakalkula na halaga ng mga short circuit na alon.

Anong formula ang ginagamit upang matukoy ang kasalukuyang short circuit.

Ijmn, malapit sa lakas ng kasalukuyang short circuit, ang generator ay hindi gumagawa ng mas maraming kasalukuyang na may karagdagang pagtaas sa bilis ng rotor.