Короткое замыкание

Программы: KS3, cycle 4, Sek I

Открыть полную версию ↗

Цель

Увидеть, что происходит при коротком замыкании и как срабатывает защита.

Установка

Источник 6 В и лампочка 6 В / 3 Вт; параллельно лампочке подключён разомкнутый выключатель. Лампочка горит.

Ход работы

1. Замкните выключатель.
2. Посмотрите на лампочку и на индикатор питания источника.
3. Разомкните выключатель и включите источник клавишей питания.

Ожидаемый результат

Замкнутый выключатель соединяет выводы лампочки накоротко: ток идёт в обход лампочки, и она гаснет. Сила тока ограничена только внутренним сопротивлением источника (0,5 Ом) и сопротивлением кабелей и достигает около 10 А. Защита источника от перегрузки отключает его при силе тока больше 3 А: клавиша питания выключается, а индикатор мигает красным. Источник снова заработает, только если включить его вручную.

Вопросы

1. Почему при коротком замыкании сила тока такая большая?
2. Какое устройство в домашней электропроводке выполняет роль этой защиты?

Ответы

1. Замкнутый выключатель пускает ток в обход лампочки, раскалённая нить которой сопротивлением около 12 Ом удерживала силу тока около 0,5 А. Остаются внутреннее сопротивление источника, 0,5 Ом, и кабели, поэтому \(I = U / R\) даёт не больше 6 В / 0,5 Ом = 12 А, а с учётом кабелей — около 10 А.
2. Автоматический выключатель в распределительном щитке, а в старой проводке — предохранитель. Как и защита источника, автоматический выключатель отключается при перегрузке или коротком замыкании, и включать его снова приходится вручную.