Коротке замикання

Програми: KS3, cycle 4, Sek I

Відкрити повну версію ↗

Мета

Побачити, що відбувається під час короткого замикання і як спрацьовує захист.

Установка

Джерело 6 В і лампочка 6 В / 3 Вт; паралельно до лампочки під’єднано розімкнений вимикач. Лампочка світиться.

Хід роботи

1. Замкніть вимикач.
2. Подивіться на лампочку й на індикатор живлення джерела.
3. Розімкніть вимикач і ввімкніть джерело клавішею живлення.

Очікуваний результат

Замкнений вимикач замикає накоротко клеми лампочки: струм іде в обхід лампочки, і вона гасне. Силу струму обмежують тільки внутрішній опір джерела (0,5 Ом) і кабелі, і вона досягає приблизно 10 А. Захист джерела від перевантаження вимикає його, коли сила струму перевищує 3 А: клавіша живлення вимикається, а індикатор блимає червоним. Джерело знову запрацює лише після того, як його ввімкнуть вручну.

Запитання

1. Чому під час короткого замикання сила струму така велика?
2. Який пристрій у домашній електропроводці виконує роль цього захисту?

Відповіді

1. Замкнений вимикач пускає струм в обхід лампочки, розжарена нитка якої з опором близько 12 Ом утримувала силу струму на рівні приблизно 0,5 А. Залишаються внутрішній опір джерела, 0,5 Ом, і кабелі, тож \(I = U / R\) дає щонайбільше 6 В / 0,5 Ом = 12 А, а з урахуванням кабелів — близько 10 А.
2. Автоматичний вимикач у розподільному щитку, а в старій проводці — плавкий запобіжник. Як і захист джерела, автоматичний вимикач вимикається під час перевантаження чи короткого замикання, і знову вмикати його доводиться вручну.