Предохранители. Короткое замыкание | 8 класс

Содержание

Любая электрическая цепь рассчитана на определенную максимально допустимую силу тока. Если по какой-то причине сила тока в цепи превышает это значение, то мы можем столкнуться с неприятными последствиями. Провода начинают так сильно нагреваться, что их изоляция воспламеняется. Это может привести к пожару.

Что может служить причиной значительного увеличения силы тока в цепи? Во-первых, это может произойти при одновременном включении мощных приборов. Во-вторых, причиной резкого увеличения силы тока в цепи может являться короткое замыкание.

На данном уроке вы узнаете, что называется коротким замыканием и как оно связано с увеличением силы тока в цепи, а также познакомитесь с новым устройством, обеспечивающим безопасность использования электроприборов, — предохранителем.

{"questions":[{"content":"Резкое увеличение значения какой величины может привести к воспламенению проводки?[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Силы тока","Сопротивления","Работы тока","Удельного сопротивления"],"answer":[0]}}}]}

Короткое замыкание

Начнем с определения.

Короткое замыкание — это соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.

Такая ситуация может произойти при ремонте проводки, когда ток продолжает идти по цепи. Случайное соприкосновение с открытыми контактами приводит к короткому замыканию.

Мы уже сказали, что короткое замыкание является причиной резкого повышения силы тока в цепи. Чем объяснить, что при этом сила тока в цепи может достигнуть огромного значения?

Дело в том, что сопротивление проводника при коротком замыкании резко уменьшается. Вспомните закон Ома: $I = \frac{U}{R}$. При падении сопротивления сила тока увеличивается. При этом увеличение ее столь существенно, что провода накаляются и могут стать причиной пожара.

{"questions":[{"content":"При коротком замыкании происходит резкое[[choice-5]]","widgets":{"choice-5":{"type":"choice","options":["увеличение силы тока","увеличение сопротивления участка цепи","уменьшение силы тока","увеличение напряжения на концах участка цепи"],"answer":[0]}}}]}

Короткое замыкание при соприкосновении с открытыми контактами

Рассмотрим подробнее, как происходит короткое замыкание. 2Rt = 10Q$.

Получается, что количество теплоты тоже увеличится в 10 раз. В других ситуациях это увеличение может достигать и больших значений. Это как раз и способно привести к воспламенению.

{"questions":[{"content":"При коротком замыкании резко увеличивается не только сила тока, но и [[choice-9]]","widgets":{"choice-9":{"type":"choice","options":["количество теплоты, выделяемое проводником","сопротивление проводника","напряжение на концах участка цепи"],"answer":[0]}}}]}

Короткое замыкание при неисправностях проводки

Короткое замыкание может произойти и при повреждении проводов или их изоляции. Например, при подключении к сети электроприбора с подобными повреждениями.

Представьте, что вы включаете в розетку утюг мощностью $500 \space Вт$ (рисунок 1). Напряжение в розетке равно $220 \space В$.

Рисунок 1. Схема электрической цепи с утюгом

Чему будет равна сила тока? По определению мощности тока: $P = UI$. Выразим отсюда силу тока и рассчитаем ее:
$I = \frac{P}{U}$,
$I = \frac{500 \space Вт}{220 \space В} \approx 2. 3 \space А$.

Зная силу тока в утюге и напряжение, к которому он подключен, рассчитаем его сопротивление, используя закон Ома:
$I = \frac{U}{R}$,
$R = \frac{U}{I}$,
$R = \frac{220 \space В}{2.3 \space A} \approx 96 \space Ом$.

Сопротивление проводов при этом равно приблизительно $0.1 \space Ом$.

А теперь представьте, что провод утюга неисправен. Цепь замкнута и по ней течет ток, но он не протекает через утюг, а идет дальше по проводу до розетки — проходит путь AB (рисунок 2).

Рисунок 2. Короткое замыкание

Возникает короткое замыкание. Сопротивление проводов очень мало по сравнению с сопротивлением утюга. Это приводит к резкому увеличению силы тока:
$I = \frac{U}{R}$,
$I = \frac{220 \space В}{0.1 \space Ом} = 2200 \space A$.

Это значение почти в 1000 раз больше, чем сила тока, возникающая при правильном подключении электроприбора в сеть. Это же и приводит к огромному увеличению количества тепла, выделяемого проводником, — он может начать плавиться или воспламениться.

{"questions":[{"content":"Короткое замыкание может произойти при[[choice-12]]","widgets":{"choice-12":{"type":"choice","options":["наличии повреждений проводов или их изоляции","соприкосновении с открытыми контактами другого проводника","подключении к сети большого количества мощных приборов","использовании проводником с большим удельным сопротивлением"],"explanations":["","","Это одна из причин резкого увеличения тока наравне с коротким замыканием.","Короткое замыкание является причиной резкого увеличения силы тока в цепи. При использовании проводников с большим удельным сопротивлением сила тока, наоборот, уменьшится."],"answer":[0]}}}]}

Предохранители

Для предотвращения резкого увеличения силы тока в цепи существуют специальные приборы — предохранители.

Предохранитель — это устройство, которое сразу отключает линию, если сила тока оказывается больше допустимой нормы.

Так, предохранители присутствуют во всех электроприборах — они защищают приборы от выхода из строя.

Один из самых распространенных видов предохранителей изготавливается из медной проволоки, покрытой оловом (рисунок 3).

Рисунок 3. Плавкий предохранитель

Такие предохранители устанавливаются на входе электроприборов. При повышении силы тока проволока плавится и цепь размыкается. Поэтому такие предохранители называются плавкими.

Зачастую используются предохранители, основанные на тепловом действии тока (рисунок 4). При нагревании провода расширяются. Реагируя на эти изменения, предохранитель выключается автоматически.

Рисунок 4. Автоматический предохранитель

Вспомните выражение «вышибло пробки». Так говорят, когда предохранители автоматически отключаются с характерным щелчком, и часть приборов (или все) в квартире перестают работать. Это происходит при перегревании проводов, например при одновременном включении большого количества техники. Эти предохранители находятся на специальном щитке (на вводе проводов в квартиру).

Предохранители имеют свой условный знак для обозначения на схеме электрической цепи (рисунок 5).

Рисунок 5. Условный знак для обозначения предохранителя на схеме электрической цепи

{"questions":[{"content":"Предохранители служат для[[choice-24]]","widgets":{"choice-24":{"type":"choice","options":["своевремнного размыкания цепи при резком увеличении силы тока","замыкания цепи при резком увеличении силы тока","охлаждения нагретых током проводников"],"answer":[0]}}}]}

Короткое замыкание | Презентация к уроку по физике (8 класс):

Слайд 1

Короткое замыкание. Предохранители 8 класс

Слайд 2

Тепловое действие тока При прохождении электрического тока металлические проводники нагреваются и могут даже расплавиться. Сильный нагрев проводов может привести к возгоранию изоляции и к пожару.

Слайд 3

Короткое замыкание ОПАСНОСТЬ! (КЗ) — электрическое соединение двух точек электрической цепи , не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу.

Слайд 4

Возгорания, вызванные КЗ Короткое замыкание может возникать при нарушении изоляции проводов или вследствие механического соприкосновения элементов, работающих без изоляции. Также коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.

Слайд 5

Короткое замыкание

Слайд 6

При коротком замыкании резко возрастает сила тока протекающего в цепи, что обычно приводит к механическому или термическому повреждению устройства. В месте короткого замыкания может возникнуть электрическая дуга . Все это нередко становится причиной пожаров .

Слайд 7

Пожар из-за короткого замыкания

Слайд 8

Пожары от КЗ

Слайд 9

Причины возникновения коротких замыканий Основной причиной возникновения коротких замыканий являются нарушения изоляции электрооборудования. Нарушения изоляции вызываются: 1. Перенапряжениями 2. Прямыми ударами молнии, 3. Старением изоляции, 4. Механическими повреждениями изоляции, проездом под линиями негабаритных механизмов 5. Неудовлетворительным уходом за оборудованием. Часто причиной повреждений в электрической части электроустановок являются неквалифицированные действия обслуживающего персонала.

Слайд 10

Молния – одна из причин КЗ От удара молнией произошло возгорание надворных построек

Слайд 11

Методы защиты используют отключающее оборудование — быстродействующее коммутационые аппараты с функцией ограничения тока короткого замыкания т.е. плавкие предохранители, автоматические выключатели.

Слайд 12

Устройство предохранителей В старых домах все еще встречаются плавкие предохранители. Принцип действия предохранителя: намеренное ослабление проводника до определенного минимума, чтобы при превышении допустимого тока он расплавился раньше, чем остальная цепь. Сила тока, на которую рассчитан данный предохранитель, указывается на нем

Слайд 13

Автоматы Автомат защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Слайд 14

Техника безопасности Перегоревшие предохранители нельзя ремонтировать, их следует сразу заменять. Замену производят всегда при выключенном главном выключателе или. вывернутой пробке. Плавкий предохранитель целесообразно заменить автоматическим выключателем, а еще лучше автоматическим кнопочным предохранителем, который можно ввернуть в гнездо обычной пробки. Он включается нажатием кнопки.

Слайд 15

Назначение Назначение предохранителей состоит в отключении потребителя от источника электрической энергии при протекании через него тока выше допустимого.

Слайд 16

Достоинства плавких предохранителей 1. Время перегорания предохранителей зависит от силы тока, проходящего через нить. Так, при коротком замыкании, когда ток очень велик, предохранители перегорают достаточно быстро, и в этом наиболее опасном случае служат простой, дешевой и надежной зашитой. 2. В большинстве плавках предохранителей предусмотрена возможность безопасной замены плавкой вставки под напряжением.

Слайд 17

Недостатки плавких предохранителей 1. Если ток в цепи незначительно превышает допустимый, плавкие предохранители плохо выполняют защитную роль. Цепь успевает сильно перегреться. 2. Повреждаемость. После перегорания пробку нужно заменять новой (перезаряжать). Для простоты восстановления в конструкции плавких предохранителей применяются сменные калиброванные плавкие вставки.

Слайд 18

Предохранители высоковольтные токоограничивающие Высоковольтные токоограничивающие предохранители предназначены для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий, в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц с номинальным напряжением от 3 до 35 кВ и рабочими токами от 2 до 400 А.

Слайд 19

предохранительные вставки SITOR предохранительные вставки со сверхбыстродействующей характеристикой для защиты полупроводников

Слайд 20

Низковольтные системы предохранителей Защита линий, аппаратов и другого оборудования от перегрузки и токов короткого замыкания с целью предотвращения повреждений и связанных с этим дополнительных затрат. Очень высокая отключающая способность, небольшие габариты, высокий уровень селективности и удобство при монтаже и обслуживании.

Слайд 21

Экологически чистая утилизация плавких предохранителей Низковольтные предохранители с высокой отключающей способностью (LV HRC) Локальные и глобальные проблемы окружающей среды, такие как изменение климата и земной атмосферы, разрушение озонового слоя, истощение земных и водных ресурсов, проблемы, возникающие с отходами и сырьем, − давно являются обоснованием необходимости совместных действий. Например, в Германии с е 1996 года проводится экологически чистая утилизация плавких предохранителей.

Слайд 22

Электрический чайник 2 уровня защиты: автоматическое отключение, плавкий предохранитель.

Слайд 23

Галогеновый обогреватель DELONI Автоматическая система отключения при опрокидывании, плавкий предохранитель

Слайд 24

Последствия КЗ Стиральная машина и ноутбук сгорели из-за короткого замыкания.

Слайд 25

Нельзя!!!

Слайд 26

Список источников class-fizika.narod.ru/8_37.htm http://content.foto.mail.ru/mail/karasu_1/14/i-15. jpg ru.wikipedia.org/wiki/КЗ http://elektroas.ru/samookupaemost-pozharnyx-podrazdelenij-video http://newsaltay.ru/index.php?dn=news&re=print&id=50 http://www.uralweb.ru/news/n328351.html?page=10 http://samara.akumo.ru/00000606989-uslugi-elektrika.-remont-elektriki.-vyzov-elektrika-na-dom.-ustanovka-rozetok.htm http://kerch-s.ucoz.ua/publ/2-1-0-3 http://news.sarbc.ru/event/2008/09/16/83329.html http://master007.ru/index/ehlektromontazhnye_raboty/0-15 http://klops.ru/news.html?topic=28&p=5 Подборка материалов Паякиной Е.П.

Когда происходит короткое замыкание?

Последняя обновленная дата: 26 декабря 2022 г.

•

Общее представление: 254,7K

•

Просмотры сегодня: 25,40K

Ответ

Проверено

254,7K+ виды

Хинт: короткая заправка — это цепь

254,7K+

Хинт. в котором соединение с низким сопротивлением между двумя проводниками, которые подают электроэнергию в цепь. Короткое замыкание происходит, когда концы цепи соединены цепью с меньшим сопротивлением по сравнению с цепью. Короткие замыкания могут привести к избыточному потоку напряжения и чрезмерному потоку тока в источнике питания. Электричество будет течь по короткому пути и вызовет короткое замыкание.

Полный пошаговый ответ:
Короткое замыкание может произойти при случайном соприкосновении токоведущего и нулевого проводов бытовой цепи. В результате короткого замыкания сопротивление цепи уменьшается до очень малого значения, а ток сильно возрастает. Это приводит к нагреву плавкой проволоки и разрыву цепи. Это также может привести к пожару. Короткое замыкание может произойти, когда есть какая-либо часть провода, по которому проходит электричество или которая касается другой части этой цепи или любого проводящего материала, это даст нам электричество по пути, который будет оказывать меньшее сопротивление, чем цепь предназначена для обработки. При возникновении короткого замыкания необходимо быстро принять меры, так как они могут привести к серьезным повреждениям.

ПРИМЕЧАНИЕ: Короткое замыкание происходит в наиболее частых случаях, мы можем предположить, что есть линия, идущая от источника к нагрузке, которая может нести некоторую мощность и иметь импеданс Z. Если вдруг произойдет короткое замыкание, то импеданс Z станет равным низкий из-за короткого замыкания, а ток остается высоким. Лучшим примером является дом, когда есть две фазы провода, и нейронная сеть расплавляется из-за чрезмерной температуры, так как проводник плавится в изоляции, происходит короткое замыкание и немедленно происходит отключение MCB. Мы можем преодолеть короткие замыкания с помощью автоматических выключателей.


Недавно обновленные страницы

Большинство эубактериальных антибиотиков получены из биологии ризобия класса 12 NEET_UG

Биоинсектициды саламин были извлечены из класса 12 Biology NEET_UG

Какое из следующих утверждений, касающихся Baculovirussess 12 Biology Neet_ug

. Какое из следующих утверждений, касающихся Baculovirusses, Neet_ug

. муниципальные канализационные трубы не должны быть непосредственно 12 класса биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класса биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента – это конверсия активного фермента класса 12 биологии NEET_UG

Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологического класса Rhizobium 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологического класса А 12 NEET_UG

12 класс биологии NEET_UG

Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть напрямую 12 класс биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класс биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента — это Превращение активного фермента класса 12 в биологии NEET_UG

Актуальные сомнения

Электромагнетизм — Что происходит с зарядами при коротком замыкании резистора?

Задай вопрос

спросил 1 год, 9 месяцев назад

Изменено 1 год, 9несколько месяцев назад

Просмотрено 312 раз

$\begingroup$

рассмотрим параллель между КЗ и резистором $R$, питаемым от источника напряжения $V_S$ с последовательным резистором $R_S$.

Описание теории цепи : резистор $R$ полностью обойден при коротком замыкании, так как короткое замыкание не имеет напряжения между его клеммами (A и B). Итак, на $R$ нет напряжения, и ток на $R$ не течет. Аналогичным образом сопротивление такой параллели равно 0 ($R\times0 /(R+0) = 0$).

Но, Что физически происходит с зарядами, когда узлы $A$ и $B$ подключены к источнику напряжения ?

Мой анализ:

1. Источник напряжения $V_S$ выполняет роль разделения положительных зарядов (которые будут накапливаться на верхнем выводе) и отрицательных (накапливаются на нижнем выводе.

2. Когда мы подключаем узлы A и B (с R и КЗ параллельно) к клеммам источника напряжения, заряды в каждой клемме имеют возможность распределяться по средам, подключенным к источнику напряжения. Давайте сосредоточимся на положительных зарядах, накопленных на верхнем выводе.

3. Положительные заряды будут двигаться (благодаря кулоновской силе) к узлу А.

   Что они делают в этот момент? Я бы сказал, что нет причин не течь и в КЗ, и в резисторе. Если бы я был зарядом, цель которого состоит только в том, чтобы отделиться от зарядов того же знака, почему бы мне не использовать также путь с резистором?

4. Далее, заряды, текущие по короткому замыканию, не найдут препятствий для своего движения, а заряды, текущие по резистору, будут тормозиться из-за столкновения с частицами среды. Это уменьшит ток, поскольку он пропорционален скорости дрейфа, которая будет замедлена (я прав?)

5. Ну, это со временем уменьшит ток на резисторе. Но почему в устойчивом состоянии он будет ровно равен нулю (в котором теория цепей является идеальным описанием явления)? Почему заряд решит больше не течь по резистору?

• электромагнетизм
• электрические цепи
• электроны
• электрический ток
• электрическое сопротивление

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Что физически происходит с зарядами при подключении узлов $A$ и $B$ к источнику напряжения?

Я думаю, что это не короткое замыкание, а цепь с параллельными резисторами.