크레디트 : 익스플로러 토리움 (Exploratorium) 배터리와 도선 길이로 자신 만의 단락 실험을 만듭니다.주거용 배선에서 용어 단락 회로의 확립 된 배선에서 전류가 저항이없는 예기치 않은 경로로 전환되는 모든 상황으로 정의 될 수 있습니다. 이것은 본질적으로 확립 된 배선 외부에서 전류가 "누설"되어 의도하지 않은 곳에 흐르는 상황이다. "단락"이라는 용어는 실제로 의도하지 않은 우발적 인 경로는 실제로 표준 회로보다 "짧은"회로이기 때문에 전류 흐름은 회로 와이어를 우회하여 최종 목적지까지의 짧은 경로를 설정합니다.
이 정의에 따르면 접지 오류는 기술적으로 한 가지 유형의 단락으로 볼 수 있으며, 열선의 전류가 접지로가는 짧은 경로를 찾습니다. 그러나 전기 기술자의 주거용 배선에서 단락이라는 용어는 일반적으로 열선이 전선에 직접 닿는 상황을 설명하기 위해 사용됩니다. 중립국 철사.
- 에이 지락 핫 와이어가 접지선 또는 금속 상자와 같은 접지 된 요소에 접촉하여 전기가 즉시 접지로 흐르면 주거 회로에서 발생합니다. 접지 오류가 발생하면 감전 및 화재가 발생하기에 충분한 양의 전류가 흐릅니다. 사람이 전류가 흐르는 접지 경로에 닿으면 감전의 위험이 있습니다.
- 에이 단락 핫 와이어가 중립국 저항 부하를 통하지 않고 전선. 단락 중에도 엄청난 양의 전류가 흐르고 화재를 일으키기에 충분한 열을 발생시킬 수 있지만 감전사를 일으키지 않습니다. 그렇지 않은 이유는 전류가 전기 회로 내에 유지되고 접지 오류가 발생할 때와 같이 누출되지 않기 때문입니다. 그러나 단기간이 부상을 입을 수는 없습니다.
단락 실험
6 볼트 배터리, 짧은 길이의 12 게이지 전선 및 한 쌍의 절연 펜치를 사용하여 단락을 직접 시연 할 수 있습니다. 와이어를 U 자 모양으로 구부려 두 배터리 단자를 동시에 만질 수 있습니다. 플라이어로 전선을 잡고 단자를 만지십시오. 배터리 상태에 따라 스파크가 발생하고 전선을 제거하면 배터리와 배터리가 모두 뜨겁다는 것을 알 수 있습니다. (노트: 12V 자동차 배터리와 같은 더 큰 배터리는 손상 될 수 있으므로이 실험을 수행하지 마십시오.)
배터리 단자 사이에 전기가 직접 흐르도록 낮은 저항 경로를 제공하여 단락을 만들었습니다. DC 전류는 와이어에서 저항 열을 발생 시켰으며 120 볼트 AC 홈 회로에서 동일한 일이 발생하면 열이 와이어 절연을 녹이기에 충분했을 것입니다. 위험하지만 와이어 사이에서 발생하는 전기 아크만큼 위험하지는 않습니다.
크레디트 : Shedu / iStock / GettyImages 단락으로부터의 레이싱은 클라우드 간 번개와 공통점이 많습니다.단락과 관련된 가장 큰 위험은 전기 아크, 도체가 실제로 닿지 않았지만 전기가 분리 된 에어 갭을 가로 질러 점프 할 수있을 정도로 가까이 있습니다. 그로 인한 불꽃은 기본적으로 번개이며 번개와 마찬가지로 태양 표면의 온도와 비교할 수 없을 정도로 높은 온도로 공기를 가열 할 수 있습니다. 금속을 기화시킬 수 있으므로 아크 플래시 근처에있는 사람은 중상을 입거나 사망 할 수 있습니다.
단락이 발생하는 방법
가정용 회로의 열선은 전원에서 전하를 전달하고 중성선은 전하를 다시 소스로 전달합니다. 핫 와이어의 전기는 핫 및 중성 회로 와이어와 해당 회로에 꽂혀있는 램프, 조명기구 또는기구에 의해 설정된 경로에 따라 소스 또는 접지로 지속적으로 복귀하려고합니다. 이 전류가 절연으로 보호되는 전선에 갇혀있는 한 아무런 문제가 없습니다. 제어되지 않은 전기 흐름에 대한 저항을 제공하는 배선을 통해 전기가 효과적으로 길들여집니다.
모든 전기 장치는 작동하기 위해 전기가 필요하며이 작업에는 전기 저항이 포함되어있어 전류 흐름이 제한됩니다. 그러나 열선이 부하를 통과하지 않고 중성선에 닿으면 저항이 갑자기 매우 낮아져 전류 흐름이 매우 높아집니다.
- 기술 노트 : 가정용 회로의 전압 (V)은 일정한 120 볼트이므로 전류 (I)와 저항 (R)은 옴의 법칙 V = IR에 따라 반비례 관계가 있습니다.
저항이없는 부하에 의해 중단 된 핫 와이어에서 중성 경로로의 갑작스런 흐름은 단락으로 알려져 있습니다. 여러 가지 이유로 단락 상황이 발생할 수 있습니다.
- 열선과 중성선을 분리하는 절연체는 오래 전부터 얇게 마모되어 전선이 접촉 할 수 있습니다.
- 잘못 연결되어있는 열선 또는 중성선이 조명기구 또는 콘센트에서 느슨해져 다른 전선에 닿을 수 있습니다.
- 습식 플러그에서는 전기가 물을 통해 한 갈래에서 다른 갈래로 이동할 수 있습니다.
- 전선이 손상되어 전선이 노출되어 뜨거운 전선이 중성선에 닿을 수 있습니다.
- 어플라이언스의 내부 배선에 결함이있어 내부 핫 와이어와 중성 와이어가 닿을 수 있습니다. 램프 나 다른 제품을 꽂고 스파크가 발생하거나 회로 차단기가 작동하면 장치 자체에 단락이있을 수 있습니다.
크레디트 : itsarasak thithuekthak / iStock / GettyImages 단락으로 인해 플러그를 뽑으면 플러그와 콘센트가 녹을 수 있습니다.와이어가 영구적으로 접촉하지 않기 때문에 단락이 발생하면 일반적으로 스파크가 발생합니다. 스파크는 콘센트, 스위치 및 플러그와 같은 플라스틱 장치를 녹이고 주변의 가연성 물질을 발화시키기에 충분한 열을 발생시킵니다.
단락으로 인한 손상을 방지하는 안전 장치
모든 주택에는 회로 차단기 패널이 있으며 차단기는 비정상적으로 높은 전류 흐름을 감지하고 작동시 전원을 차단하도록 설계되었습니다. 회로에 단락이 있으면 차단기가 트립되고 단락을 찾아서 고칠 때까지 회로를 재설정 할 수 없습니다. GFCI (접지 장애 전류 차단기) 콘센트 또는 회로 차단기는 주로 접지 오류와 관련된 전류 이상을 감지하도록 설계되었지만 단락이 발생하면 모든 차단기와 마찬가지로 차단됩니다.
credit : Elite AnalysisAFCI 회로 차단기 및 콘센트는 단락으로 인한 아크 원인을 감지하고 전원을 차단합니다.이러한 장치는 AFCI (arc fault current interrupter) 콘센트 나 회로 차단기만큼 단락에 민감하지 않습니다. 단락으로 인한 아크는 일반적으로 간헐적이며 GFCI 또는 기존 회로 차단기가이를 놓칠 수 있습니다. 그러나 AFCI는 아크로 인해 발생하는 특정 신호 이상을 감지하도록 정의되며, 즉시 종료됩니다. 이러한 이유로, 전기 코드는 가정 및 상업 시설의 전략적 위치에 AFCI 콘센트가 점점 더 필요합니다. 많은 제조업체들이 현재 GFCI / AFCI 조합 콘센트 및 회로 차단기를 제공합니다.
전기 아크가 항상 나쁜 것은 아닙니다
아크 플래시 중에 발생하는 열을 제어 할 수 있으면 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 이것이 아크 및 저항 용접의 원리입니다.
기본 아크 용접 회로에서, 용접 될 금속-작업 물은 와이어에 의해 용접봉이 또한 연결되는 전원에 연결된다. 용접기가로드를 작업 물에 충분히 가깝게 이동 시키면 단락이 발생하여로드와 작업 물 사이에 전기 아크가 발생합니다. 이로 인해 화씨 6,500 도의 온도가 발생하는데,이 온도는 금속을 녹일 수있을만큼 뜨겁기 때문에 아크 범위에있는 다른 금속 조각에 융합 될 수 있습니다.
credit : EXTREME-PHOTOGRAPHER / iStock / GettyImagesWelders는 전기 아크에서 발생하는 열을 사용하여 금속을 융합시킵니다.전기 아크는 빛나는 필라멘트로 교체 될 때까지 가장 초기 전구에 사용되었습니다. 특히 밝은 광원 또는 태양 광과 거의 비슷한 광원이 필요할 때 일부 현대 백열 전구에 여전히 사용됩니다. 아크의 색은 전극 재료에 따라 달라 지므로 연구자들은 한 쌍의 전극으로 생성 된 아크의 스펙트럼을 분석하여 전극의 재료를 식별 할 수 있습니다.
이러한 응용 프로그램 및 기타 응용 프로그램에서는 단락으로 인한 전기 아크 원인이 위험 할 수 있지만 항상 나쁜 것은 아닙니다.
