Open Library - ห้องสมุดข้อมูลการศึกษาแบบเปิด ไฟฟ้าลัดวงจร กระแสไฟฟ้าลัดวงจร

เพื่อความปลอดภัยในการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนจำเป็นต้องคำนวณหน้าตัดของสายไฟและสายไฟให้ถูกต้อง เนื่องจากหน้าตัดของสายเคเบิลที่เลือกไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดเพลิงไหม้ในการเดินสายไฟเนื่องจากการลัดวงจร สิ่งนี้ขู่ว่าจะทำให้เกิดไฟไหม้ในอาคาร นอกจากนี้ยังใช้กับการเลือกสายเคเบิลสำหรับเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้าด้วย

การคำนวณปัจจุบัน

ค่าปัจจุบันคำนวณตามกำลังและจำเป็นในขั้นตอนการออกแบบ (การวางแผน) ของบ้าน - อพาร์ทเมนต์บ้าน

• มูลค่าของปริมาณนี้ขึ้นอยู่กับ การเลือกสายไฟ (ลวด)ซึ่งสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์สิ้นเปลืองพลังงานเข้ากับเครือข่ายได้
• การรู้แรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้าและโหลดเครื่องใช้ไฟฟ้าเต็มจำนวนโดยใช้สูตร คำนวณกระแสที่จะต้องผ่านตัวนำ(สายไฟสายเคเบิล) พื้นที่หน้าตัดของแกนถูกเลือกตามขนาดของมัน

หากรู้จักผู้ใช้ไฟฟ้าในอพาร์ทเมนต์หรือบ้านจำเป็นต้องคำนวณอย่างง่ายเพื่อติดตั้งวงจรจ่ายไฟอย่างถูกต้อง

การคำนวณที่คล้ายกันนี้ดำเนินการเพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิต: การกำหนดพื้นที่หน้าตัดที่ต้องการของแกนสายเคเบิลเมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์อุตสาหกรรม (มอเตอร์และกลไกไฟฟ้าอุตสาหกรรมต่างๆ)

แรงดันไฟฟ้าเครือข่ายเฟสเดียว 220 V

ความแรงกระแส I (เป็นแอมแปร์, A) คำนวณโดยใช้สูตร:

ผม=พี/ยู,

โดยที่ P คือโหลดไฟฟ้าเต็ม (ต้องระบุในเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของอุปกรณ์), W (วัตต์)

U คือแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายไฟฟ้า V (โวลต์)

ตารางด้านล่างแสดง ค่าโหลดของเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนทั่วไปและการสิ้นเปลืองกระแสไฟ (สำหรับแรงดันไฟฟ้า 220 V).

รูปที่แสดงให้เห็น แผนภาพของอุปกรณ์จ่ายไฟของอพาร์ทเมนท์ที่มีการเชื่อมต่อเฟสเดียวกับเครือข่าย 220 V.

ดังที่เห็นได้จากภาพ ผู้ใช้ไฟฟ้าหลายรายเชื่อมต่อกันผ่านเครื่องที่เกี่ยวข้องกับมิเตอร์ไฟฟ้า จากนั้นต่อไปยังเครื่องทั่วไป ซึ่งจะต้องได้รับการออกแบบสำหรับการโหลดของอุปกรณ์ที่จะติดตั้งอพาร์ทเมนท์ สายไฟที่จ่ายพลังงานจะต้องตอบสนองภาระของผู้ใช้พลังงานด้วย

ด้านล่างคือ ตารางการเดินสายที่ซ่อนอยู่สำหรับแผนภาพการเชื่อมต่ออพาร์ทเมนต์แบบเฟสเดียวสำหรับเลือกสายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 V

ดังที่เห็นได้จากตาราง หน้าตัดของแกนนอกจากภาระแล้ว ยังขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำลวดด้วย

แรงดันไฟฟ้าเครือข่ายสามเฟส 380 V

ด้วยแหล่งจ่ายไฟสามเฟส ความแรงของกระแสไฟฟ้า I (เป็นแอมแปร์, A) คำนวณโดยสูตร:

ผม = P /1.73 คุณ,

โดยที่ P คือการใช้พลังงาน W;

U - แรงดันไฟฟ้าเครือข่าย, V,

เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าในวงจรจ่ายไฟสามเฟสคือ 380 V สูตรจะอยู่ในรูปแบบ:

ผม = P /657.4.

หากบ้านจ่ายไฟสามเฟสที่มีแรงดันไฟฟ้า 380 V แผนภาพการเชื่อมต่อจะมีลักษณะดังนี้

ภาพตัดขวางของแกนในสายไฟที่โหลดต่าง ๆ ที่มีวงจรสามเฟสที่มีแรงดันไฟฟ้า 380 V สำหรับการเดินสายที่ซ่อนอยู่แสดงอยู่ในตาราง

ในการคำนวณกระแสในวงจรจ่ายไฟของโหลดที่มีลักษณะเป็นกำลังไฟฟ้าปรากฏที่เกิดปฏิกิริยาสูง ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับการใช้แหล่งจ่ายไฟในอุตสาหกรรม:

• มอเตอร์ไฟฟ้า
• โช้กสำหรับอุปกรณ์ให้แสงสว่าง
• หม้อแปลงเชื่อม
• เตาเหนี่ยวนำ

ต้องคำนึงถึงปรากฏการณ์นี้เมื่อทำการคำนวณ ในอุปกรณ์และอุปกรณ์ที่ทรงพลัง ส่วนแบ่งของโหลดปฏิกิริยาจะสูงกว่า ดังนั้นสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวในการคำนวณ ค่าตัวประกอบกำลังจึงเท่ากับ 0.8

กาลครั้งหนึ่ง ผู้หญิงคนหนึ่งซึ่งไม่ค่อยมีความรู้ด้านวิศวกรรมไฟฟ้า ได้รับการบอกเล่าจากช่างติดตั้งถึงสาเหตุของการสูญเสียแสงสว่างในอพาร์ตเมนต์ของเธอ ปรากฏว่าไฟฟ้าลัดวงจรหญิงสาวจึงขอให้ขยายเวลาออกไปทันที คุณสามารถหัวเราะกับเรื่องราวนี้ได้ แต่ควรพิจารณาปัญหานี้โดยละเอียดยิ่งขึ้น ผู้เชี่ยวชาญด้านไฟฟ้าแม้จะไม่มีบทความนี้ก็รู้ว่าปรากฏการณ์นี้คืออะไร คุกคามอะไร และจะคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรได้อย่างไร ข้อมูลที่นำเสนอด้านล่างนี้ส่งถึงผู้ที่ไม่มีการศึกษาด้านเทคนิค แต่ก็เหมือนกับคนอื่นๆ ที่ไม่รอดพ้นจากปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของอุปกรณ์ เครื่องจักร อุปกรณ์การผลิต และเครื่องใช้ในครัวเรือนทั่วไป เป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคนที่จะต้องรู้ว่าไฟฟ้าลัดวงจรคืออะไร สาเหตุคืออะไร ผลที่ตามมาที่เป็นไปได้ และวิธีการป้องกัน คำอธิบายนี้ไม่สามารถทำให้สมบูรณ์ได้หากไม่คุ้นเคยกับพื้นฐานของวิทยาศาสตร์วิศวกรรมไฟฟ้า ผู้อ่านที่ไม่รู้จักอาจจะรู้สึกเบื่อและอ่านบทความไม่จบ

การนำเสนอกฎของโอห์มยอดนิยม

ไม่ว่ากระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าจะมีลักษณะอย่างไรก็ตาม มันจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมีความต่างศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้นเท่านั้น (หรือแรงดันไฟฟ้าก็เป็นสิ่งเดียวกัน) ธรรมชาติของปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายได้โดยใช้ตัวอย่างของน้ำตก หากระดับน้ำแตกต่างกัน น้ำจะไหลไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง และเมื่อไม่มีระดับน้ำก็จะหยุดนิ่ง แม้แต่เด็กนักเรียนก็รู้กฎของโอห์มตามที่แรงดันไฟฟ้ายิ่งสูงกระแสก็จะยิ่งสูงขึ้นและยิ่งต่ำความต้านทานที่รวมอยู่ในโหลดก็จะยิ่งสูงขึ้น:

I คือขนาดของกระแส ซึ่งบางครั้งเรียกว่า "ความแรงในปัจจุบัน" แม้ว่านี่จะไม่ใช่คำแปลจากภาษาเยอรมันที่ถูกต้องทั้งหมดก็ตาม วัดเป็นแอมแปร์ (A)

ในความเป็นจริงกระแสนั้นไม่มีแรงใด ๆ (นั่นคือสาเหตุของความเร่ง) ซึ่งเป็นสิ่งที่แสดงออกมาอย่างชัดเจนในระหว่างการลัดวงจร คำนี้เริ่มคุ้นเคยและใช้บ่อยแล้ว แม้ว่าอาจารย์ของมหาวิทยาลัยบางแห่งเมื่อได้ยินคำว่า "ความเข้มแข็งในปัจจุบัน" จากปากของนักศึกษา กลับแสดงอาการ "ล้มเหลว" ทันที “แล้วไฟและควันที่ออกมาจากสายไฟขณะไฟฟ้าลัดวงจรล่ะ? - คู่ต่อสู้ที่ยืนหยัดจะถามว่า “พลังนี้มิใช่หรือ?” มีคำตอบสำหรับคำพูดนี้ ความจริงก็คือไม่มีตัวนำในอุดมคติและการทำความร้อนของพวกมันก็เนื่องมาจากข้อเท็จจริงนี้อย่างแม่นยำ หากเราสมมุติว่า R=0 ก็จะไม่มีการปล่อยความร้อนออกมา ดังที่เห็นได้จากกฎจูล-เลนซ์ที่ระบุด้านล่าง

U คือความต่างศักย์เท่ากันหรือที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้า มีหน่วยวัดเป็นโวลต์ (ในประเทศ V ของเรา ในต่างประเทศ V) เรียกอีกอย่างว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF)

R คือความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งก็คือความสามารถของวัสดุในการป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน สำหรับไดอิเล็กทริก (ฉนวน) มีขนาดใหญ่แม้ว่าจะไม่สิ้นสุด แต่สำหรับตัวนำก็มีขนาดเล็ก วัดเป็นโอห์ม แต่ประเมินเป็นค่าเฉพาะ ดำเนินไปโดยไม่ได้บอกว่ายิ่งลวดหนาเท่าไรก็ยิ่งนำกระแสได้ดีขึ้นเท่านั้น และยิ่งนานเท่าไรก็ยิ่งแย่ลงเท่านั้น ดังนั้นความต้านทานจึงวัดเป็นโอห์มคูณด้วยตารางมิลลิเมตรและหารด้วยเมตร นอกจากนี้ค่าของมันยังได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ ยิ่งสูง ความต้านทานก็จะยิ่งมากขึ้น เช่น ตัวนำทองคำยาว 1 เมตร หน้าตัด 1 ตารางเมตร มิลลิเมตร ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส มีความต้านทานรวม 0.024 โอห์ม

นอกจากนี้ยังมีสูตรสำหรับกฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์ด้วยการแนะนำความต้านทานภายใน (ของตัวเอง) ของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า (EMF)

สองสูตรง่ายๆ แต่สำคัญ

เป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจเหตุผลว่าทำไมกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจึงเกิดขึ้นโดยปราศจากการเรียนรู้สูตรง่ายๆ อีกสูตรหนึ่ง พลังงานที่ใช้โดยโหลดจะเท่ากัน (โดยไม่คำนึงถึงส่วนประกอบที่เกิดปฏิกิริยา แต่จะเพิ่มเติมในภายหลัง) ผลคูณของกระแสและแรงดันไฟฟ้า

P - กำลังวัตต์หรือโวลต์แอมแปร์

U - แรงดัน, โวลต์;

ฉัน - ปัจจุบัน, แอมแปร์

พลังงานไม่เคยไม่มีที่สิ้นสุด มันมักจะถูกจำกัดด้วยบางสิ่งเสมอ ดังนั้นด้วยค่าคงที่ของมัน เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าก็จะลดลง การพึ่งพาพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ของวงจรการทำงานซึ่งแสดงเป็นภาพเรียกว่าคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน

และอีกสูตรหนึ่งที่จำเป็นในการคำนวณกระแสลัดวงจรคือกฎของจูล-เลนซ์ มันช่วยให้ทราบว่าเมื่อต้านทานโหลดจะเกิดความร้อนได้มากเพียงใด และทำได้ง่ายมาก ตัวนำจะร้อนขึ้นโดยมีความเข้มเป็นสัดส่วนกับแรงดันและกำลังสองของกระแส และแน่นอนว่าสูตรจะไม่สมบูรณ์หากไม่มีเวลา ยิ่งความต้านทานร้อนขึ้นนานเท่าไร ก็จะยิ่งปล่อยความร้อนออกมามากขึ้นเท่านั้น

จะเกิดอะไรขึ้นในวงจรระหว่างการลัดวงจร

ดังนั้นผู้อ่านสามารถพิจารณาว่าเขาได้เข้าใจกฎทางกายภาพหลักทั้งหมดแล้วเพื่อที่จะเข้าใจว่ากระแสลัดวงจรสามารถมีขนาดเท่าใด (โอเคขอมีความแรง) แต่ก่อนอื่นคุณต้องตัดสินใจว่ามันคืออะไรจริงๆ KZ (ไฟฟ้าลัดวงจร) คือสถานการณ์ที่ความต้านทานโหลดใกล้กับศูนย์ ลองดูสูตรของกฎของโอห์ม หากเราพิจารณาเวอร์ชันของมันสำหรับส่วนของวงจร ก็เข้าใจได้ง่ายว่ากระแสจะมีแนวโน้มเป็นอนันต์ ในเวอร์ชันเต็ม จะถูกจำกัดโดยความต้านทานของแหล่งกำเนิด EMF ไม่ว่าในกรณีใดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะมีขนาดใหญ่มากและตามกฎของ Joule-Lenz ยิ่งมีมากเท่าใดตัวนำก็ยิ่งร้อนมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งกว่านั้น การพึ่งพาอาศัยกันไม่ได้โดยตรง แต่เป็นกำลังสอง นั่นคือถ้าฉันเพิ่มขึ้นร้อยเท่า ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาอีกหมื่นเท่า นี่เป็นอันตรายจากปรากฏการณ์นี้ซึ่งบางครั้งก็นำไปสู่เพลิงไหม้

สายไฟจะร้อนแดง (หรือร้อนขาว) และพวกมันถ่ายโอนพลังงานนี้ไปยังผนัง เพดาน และวัตถุอื่น ๆ ที่พวกมันสัมผัส และจุดไฟเผาพวกมัน หากเฟสในอุปกรณ์บางตัวสัมผัสกับตัวนำที่เป็นกลาง กระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะเกิดขึ้นจากแหล่งกำเนิดและปิดเข้าหาตัวมันเอง ฐานสายไฟที่ติดไฟได้ถือเป็นฝันร้ายของผู้ตรวจสอบอัคคีภัยและเป็นสาเหตุของค่าปรับจำนวนมากที่เรียกเก็บจากเจ้าของอาคารและสถานที่ที่ไม่รับผิดชอบ และแน่นอนว่าความผิดไม่ใช่กฎของ Joule-Lenz และ Ohm แต่เป็นฉนวนที่แห้งไปจากวัยชรา การติดตั้งที่ไม่ระมัดระวังหรือไม่รู้หนังสือ ความเสียหายทางกล หรือการบรรทุกสายไฟมากเกินไป

อย่างไรก็ตามกระแสไฟฟ้าลัดวงจรไม่ว่าจะใหญ่แค่ไหนก็ไม่สิ้นสุดเช่นกัน จำนวนปัญหาที่อาจเกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับระยะเวลาในการทำความร้อนและพารามิเตอร์ของวงจรจ่ายไฟ

วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

สถานการณ์ที่กล่าวถึงข้างต้นมีลักษณะทั่วไปหรือวงจรไฟฟ้ากระแสตรงที่เกี่ยวข้อง ในกรณีส่วนใหญ่ การจ่ายไฟให้กับทั้งที่อยู่อาศัยและโรงงานอุตสาหกรรมจะดำเนินการจากเครือข่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220 หรือ 380 โวลต์ ปัญหาเกี่ยวกับการเดินสายไฟ DC มักเกิดขึ้นในรถยนต์

มีความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟหลักสองประเภทนี้กับแหล่งจ่ายไฟที่สำคัญ ความจริงก็คือว่าการผ่านของกระแสสลับถูกป้องกันโดยส่วนประกอบความต้านทานเพิ่มเติมเรียกว่าปฏิกิริยาและเกิดจากธรรมชาติของคลื่นของปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในนั้น ตัวเหนี่ยวนำและความจุทำปฏิกิริยากับกระแสสลับ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของหม้อแปลงไฟฟ้าถูกจำกัดไม่เพียงแต่โดยความต้านทานแบบแอคทีฟ (หรือโอห์มมิก นั่นคือ ความต้านทานที่สามารถวัดได้ด้วยเครื่องทดสอบแบบพกพา) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบแบบเหนี่ยวนำด้วย โหลดประเภทที่สองคือแบบคาปาซิทีฟ สัมพันธ์กับเวกเตอร์ปัจจุบันที่ใช้งานอยู่ เวกเตอร์ของส่วนประกอบที่เกิดปฏิกิริยาจะเบี่ยงเบนไป กระแสอุปนัยล่าช้าและกระแสประจุไฟฟ้านำไปสู่ ​​90 องศา

ตัวอย่างของความแตกต่างในลักษณะการทำงานของโหลดที่มีส่วนประกอบที่เป็นปฏิกิริยาคือลำโพงทั่วไป ผู้ชื่นชอบเสียงเพลงดังๆ บางคนจะโหลดมันมากเกินไปจนกว่าตัวกระจายเสียงจะกระแทกสนามแม่เหล็กไปข้างหน้า คอยล์หลุดออกจากแกนกลางและไหม้ทันทีเนื่องจากส่วนประกอบอุปนัยของแรงดันไฟฟ้าลดลง

ประเภทของไฟฟ้าลัดวงจร

กระแสไฟฟ้าลัดวงจรสามารถเกิดขึ้นได้ในวงจรต่างๆ ที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ DC หรือ AC ที่แตกต่างกัน สถานการณ์ที่ง่ายที่สุดคือด้วยเครื่องหมายบวกปกติ ซึ่งจู่ๆ ก็เชื่อมต่อกับเครื่องหมายลบ โดยข้ามเพย์โหลดไป

แต่ด้วยกระแสสลับมีตัวเลือกมากกว่า กระแสไฟฟ้าลัดวงจรเฟสเดียวเกิดขึ้นเมื่อเฟสเชื่อมต่อกับสายกลางหรือสายดิน ในเครือข่ายสามเฟส การสัมผัสที่ไม่ต้องการระหว่างสองเฟสอาจเกิดขึ้นได้ แรงดันไฟฟ้าที่ 380 ขึ้นไป (เมื่อส่งพลังงานในระยะทางไกลตามสายไฟ) โวลต์อาจทำให้เกิดผลที่ไม่พึงประสงค์ได้รวมถึงไฟแฟลชในขณะที่เปลี่ยน สายไฟทั้งสาม (หรือสี่เส้นพร้อมกับสายกลาง) สามารถลัดวงจรได้พร้อมๆ กัน และกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสามเฟสจะไหลผ่านสายไฟเหล่านั้นจนกว่าอุปกรณ์ป้องกันอัตโนมัติจะทำงาน

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด ในโรเตอร์และสเตเตอร์ของเครื่องใช้ไฟฟ้า (มอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) และหม้อแปลงไฟฟ้า ปรากฏการณ์ที่ไม่พึงประสงค์เช่นบางครั้งเกิดการลัดวงจรระหว่างกัน ซึ่งห่วงลวดที่อยู่ติดกันก่อตัวเป็นวงแหวนชนิดหนึ่ง วงปิดนี้มีความต้านทานไฟฟ้ากระแสสลับต่ำมาก ความแรงของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในรอบเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เครื่องร้อนขึ้นทั้งหมด จริงๆ แล้วหากเกิดภัยพิบัติดังกล่าว ไม่ควรรอจนกว่าฉนวนทั้งหมดจะละลายและมอเตอร์ไฟฟ้าจะเริ่มเกิดควัน ต้องหมุนขดลวดของเครื่องซึ่งต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ เช่นเดียวกับกรณีเหล่านั้นเมื่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรเกิดขึ้นเนื่องจากกระแสไฟฟ้าลัดวงจร "ขัดจังหวะ" ของหม้อแปลงไฟฟ้า ยิ่งฉนวนไหม้น้อยเท่าไร การกรอย้อนกลับก็จะง่ายขึ้นและราคาถูกกว่าเท่านั้น

การคำนวณค่ากระแสระหว่างไฟฟ้าลัดวงจร

ไม่ว่าปรากฏการณ์นี้จะเกิดภัยพิบัติเพียงใด การประเมินเชิงปริมาณมีความสำคัญสำหรับวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์ประยุกต์ สูตรกระแสไฟฟ้าลัดวงจรคล้ายกับกฎของโอห์มมาก เพียงแต่ต้องมีคำอธิบายบางประการเท่านั้น ดังนั้น:

ฉันลัดวงจร = Uph / (Zn + Zt)

ฉันลัดวงจร - ค่ากระแสลัดวงจร A;

Uph - แรงดันเฟส, V;

Zn คือความต้านทานรวม (รวมถึงส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยา) ของวงจรลัดวงจร

Zt คือความต้านทานรวม (รวมถึงส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยา) ของหม้อแปลงจ่าย (กำลัง) โอห์ม

ความต้านทานถูกกำหนดให้เป็นด้านตรงข้ามมุมฉากของสามเหลี่ยมมุมฉากซึ่งขาซึ่งเป็นตัวแทนของค่าของความต้านทานแบบแอคทีฟและปฏิกิริยา (อุปนัย) ง่ายมาก คุณแค่ต้องใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัส

ค่อนข้างบ่อยกว่าสูตรกระแสไฟฟ้าลัดวงจร เส้นโค้งที่ได้จากการทดลองถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติ พวกมันแสดงถึงการพึ่งพาขนาดของ I ลัดวงจร ความยาวของตัวนำ หน้าตัดของสายไฟ และกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้า กราฟคือชุดของเส้นจากมากไปน้อยแบบเอกซ์โปเนนเชียล ซึ่งเหลือเพียงการเลือกเส้นที่เหมาะสม วิธีการนี้ให้ผลลัพธ์โดยประมาณ แต่ความแม่นยำของวิธีนี้เหมาะสมกับความต้องการในทางปฏิบัติของวิศวกรไฟฟ้าเป็นอย่างดี

กระบวนการทำงานอย่างไร?

ทุกอย่างดูเหมือนจะเกิดขึ้นทันที มีบางอย่างฮัมเพลง แสงดับลง แล้วดับลง ในความเป็นจริง เช่นเดียวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพอื่นๆ กระบวนการสามารถยืดเยื้อทางจิตใจ ชะลอตัวลง วิเคราะห์ และแบ่งออกเป็นระยะได้ ก่อนเกิดเหตุการณ์ฉุกเฉิน วงจรจะมีคุณลักษณะเฉพาะด้วยค่ากระแสคงที่ซึ่งอยู่ภายในโหมดพิกัด ทันใดนั้นแนวต้านรวมก็ลดลงอย่างรวดเร็วจนถึงค่าใกล้กับศูนย์ ส่วนประกอบอุปนัย (มอเตอร์ไฟฟ้า โช้ค และหม้อแปลงไฟฟ้า) ของโหลดดูเหมือนจะชะลอกระบวนการเติบโตของกระแสไฟฟ้า ดังนั้นในไมโครวินาทีแรก (สูงสุด 0.01 วินาที) กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ายังคงไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติและลดลงเล็กน้อยเนื่องจากเริ่มกระบวนการชั่วคราว ในเวลาเดียวกัน EMF จะค่อยๆถึงค่าศูนย์จากนั้นจึงผ่านเข้าไปและถูกกำหนดไว้ที่ค่าที่เสถียรเพื่อให้แน่ใจว่าจะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรขนาดใหญ่ I กระแส ณ ช่วงเวลาของกระบวนการชั่วคราวคือผลรวมของส่วนประกอบที่เป็นคาบและอะคาบ วิเคราะห์รูปร่างของกราฟกระบวนการซึ่งส่งผลให้สามารถกำหนดค่าคงที่ของเวลาได้ขึ้นอยู่กับมุมเอียงของแทนเจนต์กับเส้นโค้งความเร่งที่จุดเปลี่ยนเว้า (อนุพันธ์อันดับแรก) และ เวลาหน่วงซึ่งกำหนดโดยค่าขององค์ประกอบปฏิกิริยา (อุปนัย) ของความต้านทานรวม

กระแสไฟช็อตลัดวงจร

คำว่า "กระแสไฟฟ้าลัดวงจร" มักใช้ในเอกสารทางเทคนิค คุณไม่ควรกลัวแนวคิดนี้ มันไม่น่ากลัวเลยและไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับไฟฟ้าช็อต แนวคิดนี้หมายถึงค่าสูงสุดของการลัดวงจรของ I ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ โดยปกติจะถึงค่าครึ่งรอบหลังจากเกิดสถานการณ์ฉุกเฉิน ที่ความถี่ 50 Hz ระยะเวลาคือ 0.2 วินาทีและครึ่งหนึ่งคือ 0.1 วินาทีตามลำดับ ในขณะนี้ ปฏิสัมพันธ์ของตัวนำที่อยู่ใกล้กันถึงความเข้มข้นสูงสุด กระแสไฟฟ้าลัดวงจรถูกกำหนดโดยสูตรที่ไม่สมเหตุสมผลที่จะนำเสนอในบทความนี้ซึ่งไม่ได้มีไว้สำหรับผู้เชี่ยวชาญหรือแม้แต่นักเรียน มีอยู่ในวรรณกรรมเฉพาะทางและตำราเรียน ในตัวมันเอง การแสดงออกทางคณิตศาสตร์นี้ไม่ยากโดยเฉพาะ แต่ต้องใช้ความคิดเห็นที่ค่อนข้างมากซึ่งจะทำให้ผู้อ่านเข้าใจทฤษฎีวงจรไฟฟ้าลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ประกาศสั้น ๆ ที่เป็นประโยชน์

ดูเหมือนว่าความจริงที่ชัดเจนก็คือไฟฟ้าลัดวงจรเป็นปรากฏการณ์ที่เลวร้าย ไม่พึงประสงค์ และไม่พึงประสงค์อย่างยิ่ง ที่ดีที่สุดสามารถนำไปสู่การไฟดับของสถานที่ การปิดอุปกรณ์ป้องกันฉุกเฉิน และที่เลวร้ายที่สุด อาจทำให้สายไฟและแม้แต่เพลิงไหม้ได้ ดังนั้นความพยายามทั้งหมดจะต้องมุ่งไปที่การหลีกเลี่ยงโชคร้ายนี้ อย่างไรก็ตาม การคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรมีความหมายที่เป็นจริงและใช้งานได้จริง มีการคิดค้นวิธีการทางเทคนิคมากมายที่ทำงานในโหมดกระแสสูง ตัวอย่างคือเครื่องเชื่อมแบบธรรมดา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องเชื่อมอาร์ก ซึ่งในระหว่างการดำเนินการจะลัดวงจรอิเล็กโทรดลงกราวด์ ปัญหาอีกประการหนึ่งคือโหมดเหล่านี้มีลักษณะเป็นระยะสั้น และกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้าช่วยให้สามารถทนต่อการโอเวอร์โหลดเหล่านี้ได้ เมื่อทำการเชื่อมกระแสขนาดใหญ่จะไหลผ่านจุดสัมผัสของปลายอิเล็กโทรด (วัดเป็นสิบแอมแปร์) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ความร้อนเพียงพอถูกปล่อยออกมาเพื่อทำให้โลหะละลายในพื้นที่และสร้างรอยต่อที่แข็งแกร่ง

วิธีการป้องกัน

ในช่วงปีแรกของการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิศวกรรมไฟฟ้า เมื่อมนุษยชาติยังคงทำการทดลองอย่างกล้าหาญ แนะนำอุปกรณ์ไฟฟ้า ประดิษฐ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า มอเตอร์ และแสงสว่างประเภทต่างๆ ปัญหาก็เกิดขึ้นจากการปกป้องอุปกรณ์เหล่านี้จากการโอเวอร์โหลดและกระแสลัดวงจร วิธีแก้ปัญหาที่ง่ายที่สุดคือการติดตั้งชิ้นส่วนที่หลอมละลายได้ตามลำดับพร้อมกับโหลด ซึ่งจะถูกทำลายภายใต้อิทธิพลของความร้อนต้านทานหากกระแสไฟฟ้าเกินค่าที่ตั้งไว้ ฟิวส์ดังกล่าวยังคงให้บริการผู้คนมาจนถึงทุกวันนี้ ข้อดีหลัก ๆ คือความเรียบง่าย ความน่าเชื่อถือ และต้นทุนต่ำ แต่พวกเขาก็มีข้อเสียเช่นกัน ความเรียบง่ายของ "ปลั๊ก" (ตามที่ผู้ถืออัตราการหลอมละลายเรียกมันว่ารูปร่างเฉพาะของพวกเขา) กระตุ้นให้ผู้ใช้หลังจากที่มันหมดแรงไม่ต้องปรัชญา แต่ให้แทนที่องค์ประกอบที่ล้มเหลวด้วยสายไฟ คลิปหนีบกระดาษ หรือแม้แต่ตะปูตัวแรกที่ มาถึงมือ เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าการป้องกันกระแสลัดวงจรดังกล่าวไม่ได้ทำหน้าที่อันสูงส่งของมันหรือไม่?

ในสถานประกอบการอุตสาหกรรม สวิตช์อัตโนมัติเริ่มถูกนำมาใช้เพื่อตัดการทำงานของวงจรที่โอเวอร์โหลดเร็วกว่าสวิตช์บอร์ดที่อยู่อาศัย แต่ในทศวรรษที่ผ่านมา "การจราจรติดขัด" ได้ถูกแทนที่ด้วยส่วนใหญ่ “ เครื่องจักรอัตโนมัติ” สะดวกกว่ามาก คุณไม่จำเป็นต้องเปลี่ยน แต่เปิดใช้งานหลังจากกำจัดสาเหตุของไฟฟ้าลัดวงจรและรอให้องค์ประกอบความร้อนเย็นลง บางครั้งผู้ติดต่อของพวกเขาก็ไหม้ซึ่งในกรณีนี้ควรเปลี่ยนใหม่และไม่พยายามทำความสะอาดหรือซ่อมแซม เซอร์กิตเบรกเกอร์ดิฟเฟอเรนเชียลที่ซับซ้อนกว่าซึ่งมีราคาสูงจะอยู่ได้ไม่นานกว่าเบรกเกอร์ทั่วไป แต่ภาระการใช้งานนั้นกว้างกว่า พวกเขาจะปิดแรงดันไฟฟ้าในกรณีที่มีกระแสไฟรั่วน้อยที่สุด "ไปทางด้านข้าง" เช่นเมื่อบุคคล ถูกไฟฟ้าช็อต

ในชีวิตประจำวันไม่แนะนำให้ทำการทดลองกับการลัดวงจร

ไฟฟ้าลัดวงจร.

ลัดวงจร (ลัดวงจร)โหมดการทำงานของแหล่งพลังงานไฟฟ้านี้เรียกว่าเมื่อขั้วต่อถูกปิดโดยตัวนำซึ่งความต้านทานถือเป็นศูนย์ การลัดวงจรเกิดขึ้นเมื่อสายไฟที่เชื่อมต่อแหล่งพลังงานไฟฟ้าเข้ากับเครื่องรับเชื่อมต่อถึงกัน เนื่องจากสายไฟเหล่านี้มักจะมีความต้านทานเพียงเล็กน้อยและมีค่าเท่ากับศูนย์ อาจเกิดการลัดวงจรได้หากฉนวนสายไฟเสียหาย

ลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้นได้

เนื่องจากความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด r 0 มักจะน้อยมากและความต้านทานของแอมป์มิเตอร์เกือบเท่ากับ 0 กระแสในวงจรจะเพิ่มขึ้นเป็นค่าที่สูงมาก

ไฟฟ้าลัดวงจรเป็นโหมดฉุกเฉิน เพราะ กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นอาจทำให้ใช้ไม่ได้ทั้งแหล่งกำเนิดและอุปกรณ์ อุปกรณ์และสายไฟที่รวมอยู่ในวงจร สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดพิเศษบางประเภทเท่านั้น เช่น การเชื่อม การลัดวงจร ไม่ก่อให้เกิดอันตรายและเป็นโหมดการทำงานปกติ สิ่งนี้จะทำในกรณีที่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องได้รับกระแสสูงสุดที่เป็นไปได้จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความต้านทานภายในสูงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะจำกัดกระแสและไม่ถึงค่าที่เป็นอันตรายต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ตัวอย่าง:

เครื่องรับไฟฟ้าที่มีความต้านทาน 109 โอห์มเชื่อมต่อกับวงจรที่มีแรงดันไฟฟ้า 220V ความต้านทานไฟฟ้าของสายไฟคือ 1 โอห์ม ค้นหาความแรงของกระแสในวงจรนี้ในโหมดการทำงานและในโหมดลัดวงจร

อ่านด้วย