Ogni volta che si collega un apparecchio elettrico a una presa, si completa il circuito elettrico e la corrente elettrica inizia a fluire attraverso di esso.
Il circuito elettrico più semplice è costituito da una fonte di corrente, un consumatore di elettricità
e un interruttore collegato tramite fili.
Consumatore corrente elettrica trasforma energia elettrica, che ne deriva, in altri tipi di energia: meccanica (ad esempio nei motori elettrici), termica (nei ferri da stiro, dispositivi di riscaldamento), leggero ( illuminazione) eccetera.
La forza attuale in questo circuito è uguale a
,cioè è direttamente proporzionale alla tensione nella rete e inversamente proporzionale alla resistenza creata dall'apparecchio elettrico (legge di Ohm).
Cosa succede se il circuito si chiude non come previsto dalla progettazione del circuito e dell'elettrodomestico, ma direttamente, bypassando l'elettrodomestico?
Schematicamente appare così:
In questo caso, la resistenza della rete diminuisce in modo significativo e, di conseguenza, la corrente nel circuito aumenta bruscamente. E, come è noto, la quantità di calore ceduta in una sezione di un circuito è proporzionale al quadrato della corrente in tale sezione (legge di Joule-Lenz). Quindi, se durante un cortocircuito la corrente aumenta di 20 volte, la quantità di calore rilasciata aumenterà di circa 400 volte! Questo è il motivo per cui un cortocircuito può causare la fusione dei cavi, l'incendio dell'isolamento e, infine, l'incendio di oggetti infiammabili nell'area circostante. corto circuito e ad un incendio.
Si verifica un cortocircuito anche se la resistenza del carico diventa inferiore alla resistenza interna della fonte di alimentazione.
Cosa può causare un cortocircuito? Molto spesso, la causa è una violazione dell'isolamento del filo (a causa di usura, funzionamento improprio, ecc.). Inoltre, la causa di un cortocircuito può essere un danno meccanico circuito elettrico o in un apparecchio elettrico, nonché il sovraccarico della rete.
Come si può prevenire un cortocircuito?
A tale scopo nei circuiti sono installati fusibili speciali.
I fusibili più semplici sono realizzati in materiale fusibile. In caso di un forte aumento di corrente, questo materiale si scioglie o brucia e apre il circuito molto prima che il circuito si verifichi di più conseguenze serie. Il piccolo eroe che si è sacrificato viene sostituito da uno nuovo.
I fusibili automatici sono progettati in modo tale che in caso di corrente elevata In caso di cortocircuito interviene istantaneamente uno sganciatore elettromagnetico che disconnette il circuito elettrico senza causare danni. Per riaccendere la corrente elettrica dopo aver eliminato il cortocircuito è sufficiente premere il pulsante bianco (quello rosso serve per spegnerla) oppure sollevare la leva abbassata quando è stato attivato il fusibile.
Qualsiasi persona il cui lavoro prevede la manutenzione di apparecchiature elettriche conosce molto bene i problemi posti da un cortocircuito (cortocircuito). A volte si pensa che rappresenti un danno. Questo è sbagliato. Un cortocircuito è un processo o, se preferisci, modalità di emergenza funzionamento di qualsiasi sezione dell'impianto elettrico. Ma le sue conseguenze portano davvero a danni. La definizione generalmente accettata è: “Un cortocircuito è un collegamento diretto di due o più punti aventi potenziali diversi. È una modalità operativa anomala (non intenzionale)”.
Per capire cosa succede esattamente nel circuito nel momento in cui si verifica un cortocircuito, è necessario ricordare i principi di funzionamento degli elementi del circuito. Immaginiamo un circuito semplice composto da due conduttori e un carico (ad esempio una lampadina). IN condizioni normali in un conduttore avviene un movimento diretto di particelle elementari cariche dovuto all'influenza costante della sorgente. Si spostano da un polo all'altro della sorgente attraverso due tratti di filo e una lampada. Di conseguenza, la lampada emette luce perché le particelle svolgono al suo interno una certa quantità di lavoro.
Quando la direzione del movimento cambia costantemente, ma in questo caso non è importante. Il numero di elettroni che passano attraverso una determinata sezione del circuito per unità di tempo è limitato dalla resistenza della lampada, dei conduttori e della sorgente EMF. In altre parole, la corrente non cresce indefinitamente, ma corrisponde ad uno stato stazionario.
Ma per qualche motivo l'isolamento di una sezione del circuito è danneggiato. Ad esempio, una lampada è stata inondata d'acqua. In questo caso diminuisce. Di conseguenza, la corrente che scorre attraverso il circuito è limitata dalla resistenza totale della fonte di alimentazione, dei cavi e dell'istmo d'acqua sulla lampada. Di solito questo importo è così insignificante che non viene preso in considerazione nei calcoli (ad eccezione dei calcoli specializzati).
Il risultato è un aumento quasi infinito della corrente, determinato dalla classica legge di Ohm. In questo caso viene spesso menzionata la potenza di cortocircuito. È determinato dal valore limite della corrente elettrica che la fonte di alimentazione è in grado di erogare prima del guasto. A proposito, questo è il motivo per cui è vietato collegare (cortocircuitare) i contatti opposti delle batterie.
Sebbene nell'esempio consideriamo la rimozione della resistenza della lampada dal circuito a causa dell'ingresso di acqua, le ragioni di un cortocircuito possono essere molte. Ad esempio, se parliamo dello stesso circuito, allora cortocircuito. può verificarsi anche se si rompe l'isolamento di almeno un filo e questo entra in contatto con la terra. In questo caso, la corrente proveniente dalla fonte di alimentazione seguirà il percorso di minor resistenza, cioè verso terra, che ha un'enorme capacità. Il danneggiamento dell'isolamento di due fili contemporaneamente e il loro contatto porteranno allo stesso risultato.
Quanto sopra può essere generalizzato: i cortocircuiti possono essere con o senza massa. Ciò non influisce sui processi in corso.
Di che tipo di danno si è parlato all'inizio dell'articolo? Come è noto, quanto maggiore è la corrente che attraversa tratti del circuito, tanto maggiore è il loro riscaldamento. Con alimentazione sufficiente durante il cortocircuito. alcune sezioni della catena semplicemente si bruciano, trasformandosi in polvere di rame (per elementi in rame).
La protezione da cortocircuito è abbastanza semplice ed efficace. Le segnalazioni di danni dovuti a cortocircuiti derivano principalmente da parametri dei dispositivi di protezione selezionati in modo errato e da un'errata selettività. Se parliamo di un circuito domestico a 220 V, quando la corrente aumenta eccessivamente, uno sganciatore elettromagnetico situato all'interno interrompe il circuito.
Ciao a tutti. Sono molto felice che tu abbia visitato il mio sito. E oggi parleremo di cos'è un cortocircuito e che tipo di cortocircuiti esistono.
Un cortocircuito è una connessione (contatto) di due o più punti (conduttori) di un circuito elettrico con valori di potenziale diversi.
Potenziali diversi si verificano quando fase e zero sono nella rete corrente alternata, o più e meno in una rete DC.
Ora diamo un'occhiata a quali tipi di cortocircuito esistono.
IN rete monofase Possono esserci solo due tipi di cortocircuito:
1. fase e zero: questo tipo di chiusura molto spesso avviene in modo semplice condizioni di vita. Ad esempio, con l'inizio dell'inverno fa freddo e molte persone cercano di riscaldarsi con l'aiuto di stufe elettriche.
Ma poche persone prestano attenzione alle prese a cui sono collegati questi stessi riscaldatori. Capita spesso che le prese non siano adatte alle correnti che consumano i riscaldatori, oppure spesso le prese possono avere uno scarso contatto.
Per questo motivo, prese e spine iniziano a riscaldarsi. A causa del riscaldamento prolungato, l'isolamento dei fili viene distrutto. E ad un certo punto due conduttori già esposti potrebbero toccarsi e si verificherà un cortocircuito.
2. fase e messa a terra: ecco quando filo di fase, inizia in qualche modo a entrare in contatto con il telaio messo a terra di qualsiasi apparecchiatura elettrica. O scaldabagno elettrico, lampada, macchina e così via.
Succede anche che l'alloggiamento possa essere azzerato, quindi un tale cortocircuito può essere attribuito al primo caso.
Ma nelle situazioni in cui si verifica un cortocircuito, può essere molto di più:
1. guasto monofase– fase e zero. Ho già descritto questa tipologia sopra, quindi passiamo a quella successiva.
2. bifase: quando due fasi sono collegate tra loro. Succede spesso linee aeree potenza di trasmissione Questo fenomeno è stato probabilmente visto da ogni persona nella sua vita. Quando sono per strada vento forte e comincia ad allentare i fili, e riceve un piccolo fuoco d'artificio. Nelle imprese industriali, un simile cortocircuito si verifica spesso nei circuiti di alimentazione.
3. bifase e terra: questo, ovviamente, accade meno spesso, ma succede comunque. Un esempio in cui due fasi possono connettersi tra loro e allo stesso tempo anche contattare terra.
4. trifase: quando tutte e tre le fasi sono in qualche modo chiuse insieme. Un tale cortocircuito si verificherà quando un oggetto conduttivo cade o tocca tutte e tre le fasi contemporaneamente.
Quali potrebbero essere le conseguenze delle correnti di cortocircuito?
Durante un cortocircuito, la corrente aumenta istantaneamente, il che porta a un forte riscaldamento e fusione dei metalli. Spruzzi di questo metallo si diffondono in tutte le direzioni e tutto ciò è accompagnato da un lampo luminoso e da un fuoco. Il che può facilmente provocare un incendio e conseguenze molto gravi.
Nelle normali condizioni domestiche, se non si sceglie la giusta protezione da cortocircuito, si può davvero perdere molto. A partire dalla tua casa e dai tuoi mobili, per finire con la tua vita e quella delle persone che vivono con te sotto lo stesso tetto.
Nelle aziende, le correnti di cortocircuito possono portare a situazioni di emergenza, danni alle apparecchiature e anche le persone possono soffrirne. Ma le aziende di solito utilizzano più protezioni contemporaneamente, il che praticamente elimina il verificarsi di cortocircuiti.
Questo è tutto quello che volevo dire. Se avete domande, fatele nei commenti. Se l'articolo ti è stato utile condividilo con i tuoi amici su nei social network e iscriviti per ricevere aggiornamenti. Fino alla prossima volta.
Cordiali saluti, Alessandro!
Un cortocircuito si verifica quando vengono collegate tra loro parti che trasportano corrente con potenziali o fasi diverse. Si può formare un cortocircuito anche sul corpo dell'apparecchiatura collegato a terra. Questo fenomeno è anche tipico per reti elettriche e ricevitori elettrici.
Cause ed effetti della corrente di cortocircuito
Le cause di un cortocircuito possono essere molto diverse. Ciò è facilitato dall'umidità o ambiente aggressivo, in cui si deteriora notevolmente. Potrebbe verificarsi una chiusura influenze meccaniche o errori del personale durante le riparazioni e la manutenzione.
L'essenza del fenomeno sta nel suo nome e rappresenta un accorciamento del percorso lungo il quale passa la corrente. Di conseguenza, la corrente scorre oltre il carico resistivo. Allo stesso tempo, aumenta fino a limiti inaccettabili se lo spegnimento protettivo non funziona.
Tuttavia, l'interruzione dell'alimentazione potrebbe non verificarsi anche se presente attrezzatura di protezione. Questa situazione si verifica quando il cortocircuito è molto lontano e una resistenza significativa rende la corrente insufficiente per innescare dispositivi di protezione. Tuttavia, questa corrente è sufficiente per accendere i fili e provocare un incendio.
In tali situazioni Grande importanza hanno le cosiddette caratteristiche tempo-corrente caratteristiche degli interruttori automatici. Qui giocano un ruolo importante l'interruzione della corrente e gli sganciatori termici che proteggono dai sovraccarichi. Questi sistemi hanno assolutamente tempo diverso Durante il funzionamento, pertanto, l'azione lenta della protezione termica può portare alla formazione di un arco acceso e al danneggiamento dei conduttori posti nelle vicinanze.
Le correnti di cortocircuito hanno un effetto elettrodinamico e termico sulle apparecchiature e sugli impianti elettrici, che alla fine porta alla loro significativa deformazione e surriscaldamento. A questo proposito, è necessario effettuare in anticipo i calcoli delle correnti di cortocircuito.
Come calcolare la corrente di cortocircuito utilizzando la formula
Il calcolo di queste correnti, di norma, viene effettuato se è necessario verificare il funzionamento dell'apparecchiatura situazioni estreme. Lo scopo principale è determinare l'idoneità della protezione dispositivi automatici. Per calcolare correttamente la corrente di cortocircuito, prima di tutto è necessario conoscere esattamente il metallo di cui è composto il conduttore. Per i calcoli avrai bisogno anche della lunghezza del filo e della sua sezione trasversale.
Per determinare resistivitàè necessario conoscere l'indice di resistenza attiva Rп, il cui valore è costituito dalla resistività del filo moltiplicata per la sua lunghezza. Il valore della reattanza induttiva Xp viene calcolato in base alla reattanza induttiva specifica, assunta pari a 0,6 Ohm/km.
L'indicatore Zt lo è impedenza avvolgimento di fase installato nel trasformatore sul lato basso voltaggio. Pertanto, calcoli preliminari tempestivi aiuteranno ad evitare gravi danni alle apparecchiature elettriche causati da un cortocircuito.
I calcoli consentono di determinare con precisione quale interruttore fornirà il massimo protezione efficace da cortocircuiti. Tuttavia, tutte le misurazioni necessarie possono essere effettuate utilizzando un dispositivo speciale, progettato proprio per determinare questi valori. Per effettuare le misurazioni, il dispositivo è connesso alla rete e commutato nella modalità richiesta.
Protezione da cortocircuito della rete
Un cortocircuito è la connessione ai poli di una fonte di resistenza EMF commisurata alla sua resistenza interna. Nella maggior parte dei casi, questa modalità di funzionamento avviene accidentalmente e risulta essere estremamente dannosa per la sorgente EMF. Tuttavia, esistono dispositivi elettrici (dispositivi di fusione dell'arco) progettati specificamente per il funzionamento a lungo termine in modalità cortocircuito.
Pericolo di cortocircuito
Per l'uomo un cortocircuito è pericoloso soprattutto a causa degli schizzi di metallo fuso che si formano nei punti di contatto accidentale tra conduttori e radiazioni ultraviolette da arco elettrico ciò avviene quando si rompono. Oltretutto, alte temperature nel punto di contatto nella maggior parte dei casi può provocare l'accensione dell'isolamento e provocare un incendio.
In prima approssimazione, la massima corrente di cortocircuito possibile è pari al rapporto tra la fem della sorgente e la sua resistenza interna. Maggiore è la potenza rimossa dalla sorgente nella modalità operativa di progettazione, minore sarà resistenza interna e tanto più pericolosa è per lui la modalità di chiusura. Tuttavia, la specificità dell’effetto varia Fonti di campi elettromagnetici diverso.
Principio di funzionamento del cortocircuito
Gli elementi galvanici non recuperabili chiusi accidentalmente (batterie, ecc.), nonostante la bassa EMF non superiore a pochi volt, sono in grado di produrre una corrente che riscalda l'elemento a una temperatura significativa. Se lasciata incustodita, una batteria di questo tipo può fondere l'involucro di plastica del dispositivo in cui è inserita. Pertanto, quando si sostituiscono le batterie, è necessario controllarle sempre per il riscaldamento dopo circa un minuto. Dopo tale processo, la resistenza dell'elemento aumenta in modo inaccettabile e deve essere sostituito. 
Le batterie, e ancor di più, hanno un EMF significativamente più alto di 6-48 volt e con una capacità di decine e centinaia di ampere-ora, la loro corrente di cortocircuito può essere misurata in centinaia e migliaia di ampere. Una batteria in cortocircuito senza fusibili nel suo circuito può facilmente diventare una fonte di incendio, quindi è necessario maneggiarla con molta attenzione.
Il cablaggio dell'appartamento nella stragrande maggioranza dei casi è dotato di dispositivi di protezione sotto forma di interruttori di ingresso automatici che vengono attivati quando la corrente al suo interno supera un determinato valore. Questo aiuta a evitare che i fili si sciolgano.
Misure di protezione simili vengono utilizzate nell'elettrotecnica industriale, dove la corrente eccessiva viene interrotta da un interruttore elettromagnetico o dalla fusione di un fusibile con una sezione molto inferiore a quella dei conduttori della rete principale.