Kurzschluss

Lehrpläne: KS3, cycle 4, Sek I

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Ziel

Beobachten Sie, was bei einem Kurzschluss geschieht und wie der Schutz arbeitet.

Aufbau

Eine Spannungsquelle mit 6 V und eine Glühlampe 6 V / 3 W; parallel zur Lampe ist ein offener Schalter geschaltet. Die Lampe leuchtet.

Durchführung

1. Schließen Sie den Schalter.
2. Beobachten Sie die Lampe und die Kontrollleuchte der Quelle.
3. Öffnen Sie den Schalter und schalten Sie die Quelle mit dem Netzschalter ein.

Erwartetes Ergebnis

Der geschlossene Schalter schließt die Anschlüsse der Lampe kurz: Der Strom fließt an der Lampe vorbei, und sie erlischt. Die Stromstärke wird nur durch den Innenwiderstand der Quelle (0,5 Ω) und die Kabel begrenzt und erreicht etwa 10 A. Der Überlastschutz der Quelle schaltet sie bei einer Stromstärke über 3 A ab: Der Netzschalter schaltet sich aus, und die Kontrollleuchte blinkt rot. Die Quelle arbeitet erst wieder, nachdem sie von Hand eingeschaltet wurde.

Fragen

1. Warum ist die Stromstärke bei einem Kurzschluss so groß?
2. Welches Gerät übernimmt in der Hausinstallation die Rolle dieses Schutzes?

Antworten

1. Der geschlossene Schalter überbrückt die Lampe, deren heißer Glühfaden mit etwa 12 Ω die Stromstärke bei etwa 0,5 A hielt. Übrig bleiben der Innenwiderstand der Quelle, 0,5 Ω, und die Kabel, also ergibt \(I = U / R\) höchstens 6 V / 0,5 Ω = 12 A und mit den Kabeln etwa 10 A.
2. Ein Sicherungsautomat im Sicherungskasten, in älteren Installationen eine Schmelzsicherung. Wie der Schutz der Quelle schaltet ein Sicherungsautomat bei Überlast oder Kurzschluss ab und muss von Hand wieder eingeschaltet werden.