Что такое ом: Закон Ома

Однако бывает, к сожалению, и так, что медные соединительные провода не только значительно нагреваются, но даже раскаляются и начинают светиться (и может загореться их защитная оболочка – изоляция). Происходит это в тех случаях, когда почему-либо вдруг резко уменьшается и становится очень малым сопротивление цепи и, как следствие этого, многократно возрастает сила тока. В частности, такое явление происходит при коротком замыкании.

Например, если в простой электрической цепи, схема которой показана на изображении выше, выводы-контакты в ламповом патроне случайно соединятся между собой, то ток будет проходить не по нити лампочки, а по образовавшемуся новому, более короткому пути – напрямую, через соединительные провода, от одного полюса батарейки к другому – произойдет короткое замыкание.

Лампочка в этом случае, конечно, сразу погаснет, и энергия батарейки будет передаваться лишь соединительным проводам, которые, таким образом, станут теперь потребителем. Из-за значительно возросшего тока провода быстро нагреются (и могут расплавиться), а батарейка быстро отдаст накопленный в ней запас энергии и разрядится.

Если же подобное короткое замыкание произойдет в электрической цепи с более мощным источником тока, например в городской электросети, то это может привести к пожару или серьезной аварии.

Чтобы такого не случилось, в электрических цепях устанавливают специальные защитные устройства – предохранители. Простейший предохранитель представляет собой тоненькую проволочку из легкоплавкого металла, вставленную в стеклянную трубочку. Вводится он в цепь последовательно с потребителем. Пока сила тока в цепи не превышает допустимой величины, проволочка не препятствует его протеканию. Но как только из-за короткого замыкания или по какой-либо другой причине сила тока заметно увеличится, тоненькая проволочка от нагревания быстро расплавится (более толстые соединительные провода за это время и нагреться-то не успеют!), цепь окажется разомкнутой и ток прекратится – аварии не произойдет.

Подобные «плавкие» предохранители используют в радиоприемниках, телевизорах и других бытовых электротехнических устройствах. А пробки над счетчиком электроэнергии в вашей квартире – это тоже предохранители, но несколько иной конструкции. Они надежно защищают электрическую сеть от всяких случайностей.

Если параллельно соединить в цепи несколько лампочек, то от числа их будет зависеть сила тока в неразветвленной части цепи: чем больше включено лампочек, тем больше и сила тока. Поэтому такую группу параллельно включенных лампочек можно использовать в роли реостата – регулятора силы тока.

На изображении ниже показана схема цепи, в которой яркость свечения лампочки H1 можно регулировать реостатом, составленным из четырех лампочек Н2–Н5.

На схеме каждая из лампочек реостата включается своим ключом S2–S5 (S1 – общий ключ цепи). Но можно обойтись и без них: включать или выключать любую лампочку можно ввинчиванием или вывинчиванием её из патрона.

Короткое замыкание

На фиг. 39 показана схема включения электрической лампы накаливания в электрическую сеть. Если сопротивление этой лампы rл = 240 ом, а напряжение сети U=120 в, то ток в цепи лампы будет:

Разберем случай, когда провода, идущие к лампе накаливания, оказались замкнутыми через очень малое сопротивление,

например толстый металлический стержень, случайно попавший на два провода. В этом случае ток сети, подходя к точке А, будет разветвляться по двум путям: одна, большая его часть, пойдет пo металлическому стержню — пути с малым сопротивлением, а другая, небольшая часть тока, будет проходить по пути с большим сопротивлением — лампе накаливания.

Определим ток, текущий по металлическому стержню с сопротивлением r = 0,01 ом.

На самом деле в случае короткого замыкания напряжение сети будет меньше 120 в, так как большой ток создаст в сети большое падение напряжения и поэтому ток, протекающий по металлическому стержню, будет также меньше 12 000 а. Но все же этот ток будет во много раз превышать ток, потреблявшийся ранее лампой накаливания.

Ток, проходя по проводнику, выделяет тепло, и проводник нагревается. В нашем примере сечение проводов электрической цепи было рассчитано на небольшой ток — 0,5 а. При замыкании проводов по цепи будет протекать очень большой ток — 12 000 а. Такой ток вызовет выделение громадного количества тепла, что приведет к обугливанию и сгоранию изоляции проводов, расплавлению материала проводов, порче электроизмерительных приборов, оплавлению контактов выключателей, ножей рубильников и т. д. Источник электрической энергии, питающий такую цепь, также может быть поврежден. Перегрев проводов может вызвать пожар.

Каждая электрическая сеть рассчитывается на свой, нормальный для нее ток.

Аварийный режим работы сети, когда вследствие уменьшения ее сопротивления ток в ней резко увеличивается против нормального, называется коротким замыканием.

Ввиду опасных, разрушительных, а иногда и непоправимых последствий короткого замыкания необходимо соблюдать определенные условия при монтаже и эксплуатации электрических установок. Основные из них следующие:

1) изоляция проводов должна соответствовать своему назначению (напряжению сети и условиям ее работы);

2) сечение проводов должно быть таково, чтобы нагревание их при существующих условиях работы не достигало опасной величины;

3) проложенные провода должны быть надежно защищены от механических повреждении;

4) провода должны быть проложены на изоляторах или ро- . ликах, обладающих достаточной механической и электрической прочностью;

5) места соединений и ответвлений должны быть так же надежно изолированы, как и самые провода;

6) скрещивание проводов должно быть выполнено так, чтобы провода не касались друг друга;

7) через стены, потолки и полы провода должны быть проложены так, чтобы они были защищены от сырости, механических и химических повреждений и хорошо изолированы.

Чтобы избежать внезапного, опасного увеличения тока в электрической цепи при ее коротком замыкании, цепь защищают плавкими предохранителями. Они представляют собой легкоплавкую проволочку, включенную последовательно в сеть. При увеличении тока сверх определенной величины проволочка предохранителя нагревается и плавится, в результате чего электрическая цепь автоматически разрывается и ток в ней прекращается. Более детально предохранители будут описаны ниже, в 54.

Короткое замыкание

Что такое короткое замыкание? Чаще всего эту фразу можно услышать от электриков, а также людей, которые вообще не понимают в электронике и электрике. На любой вопрос, почему пошел дым с какого-либо прибора либо устройства, все как один глаголят:» Произошло короткое замыкание». Очень универсальный отмаз для тех, кто желает показаться умным незнайкой).

Природа короткого замыкания

Давайте рассмотрим простейшую цепь, состоящую из лампочки и автомобильного аккумулятора:

В данном случае, по цепи потечет ток и лампочка будет светиться.

Предположим, что наши провода, которые ведут к лампочке, абсолютно голые. Вдруг каким-то чудом на эти проводки падет еще один такой же голый провод. Этот проводок замыкает наши два оголенных провода и начинается самое интересное — в схеме возникает короткое замыкание (КЗ). Короткое замыкание — это короткий путь для прохождения электрического тока по цепи, где наименьшее сопротивление.

Теперь ток течет и по лампочке, и по проводку. Но у нас сопротивление проводка намного меньше, чем сопротивление лампочки, и почти весь ток потечет туда, где меньшее сопротивление — то есть по проводку. А так как сопротивление у нашего провода очень мало, то и ток, следовательно, потечет очень большой, согласно Закону Ома. А если потечет большой ток, следовательно, и количество теплоты, выделяемое проводком, будет очень большим, согласно Закону Джоуля-Ленца. В конце концов, по цепи, которая выделена красным цветом , будет течь большая сила тока и эта цепь будет очень сильно нагреваться. Нагрев проводов может привести к их выгоранию или даже к возгоранию. Этот случай как раз носит название короткого замыкания.

Вы, наверное, не раз слышали в сводке новостей, что пожар произошел из-за короткого замыкания. В этом случае оголенный провод фазы в каком-то месте задевал оголенный провод нуля, либо фаза задевала землю. Возникало короткое замыкание, и провода стали нагреваться до такой степени, что своим нагревом воспламенили близлежащие предметы. Отсюда пожар.

В основном короткое замыкание происходит в старых домах от старого кабеля, который трещит по швам и может замкнуть между собой. Поэтому, первое, что надо сделать, покупая квартиру либо дом на вторичном рынке — это посмотреть состояние проводки.

Типичные признаки короткого замыкания

  • сгоревшие предохранители в радиоэлектронной аппаратуре (РЭА)
  • нагрев цепи, в которой течет ток короткого замыкания
  • низкое напряжение источника напряжения
  • большой ток
  • дым
  • обугленные провода
  • выгоревшие дорожки печатной платы
  • черный нагар в месте, где произошло КЗ

Как же бороться с коротким замыканием? Это, конечно же, устанавливать предохранители, автоматические выключатели и стараться делать аккуратный монтаж проводки, а также информация про закон Ома.