Curto-circuito

Currículos: KS3, cycle 4, Sek I

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Objetivo

Ver o que acontece em um curto-circuito e como a proteção funciona.

A montagem

Uma fonte de 6 V e uma lâmpada de 6 V / 3 W; um interruptor aberto está ligado em paralelo com a lâmpada. A lâmpada está acesa.

Procedimento

1. Feche o interruptor.
2. Observe a lâmpada e o indicador de energia da fonte.
3. Abra o interruptor e ligue a fonte com a tecla de energia.

Resultado esperado

O interruptor fechado põe em curto os terminais da lâmpada: a corrente contorna a lâmpada, e ela apaga. A corrente fica limitada apenas pela resistência interna da fonte (0,5 Ω) e pelos cabos e chega a cerca de 10 A. A proteção contra sobrecarga da fonte a desliga quando a corrente passa de 3 A: a tecla de energia se desliga e o indicador pisca em vermelho. A fonte só volta a funcionar depois de ser ligada manualmente.

Questões

1. Por que a corrente é tão grande em um curto-circuito?
2. Que dispositivo da instalação elétrica de uma casa cumpre o papel dessa proteção?

Respostas

1. O interruptor fechado contorna a lâmpada, cujo filamento quente, de cerca de 12 Ω, mantinha a corrente perto de 0,5 A. Restam a resistência interna da fonte, 0,5 Ω, e os cabos, então \(I = U / R\) dá no máximo 6 V / 0,5 Ω = 12 A, e cerca de 10 A com os cabos.
2. Um disjuntor no quadro de distribuição, ou um fusível em instalações mais antigas. Assim como a proteção da fonte, o disjuntor desarma em caso de sobrecarga ou de curto-circuito e precisa ser religado manualmente.