Një herë një zonje, jo shumë e ditur në inxhinierinë elektrike, një elektricist i tha arsyen e humbjes së dritës në banesën e saj. Doli të ishte një qark i shkurtër dhe gruaja kërkoi që ai të zgjatej menjëherë. Ju mund të qeshni me këtë histori, por është më mirë ta konsideroni këtë telash më në detaje. Edhe pa këtë artikull, elektricistët e dinë se çfarë është ky fenomen, çfarë kërcënon dhe si të llogarisin rrymën e qarkut të shkurtër. Informacioni i mëposhtëm u drejtohet personave që nuk kanë arsim teknik, por, si gjithë të tjerët, nuk janë të siguruar nga problemet që lidhen me funksionimin e pajisjeve, makinerive, pajisjeve të prodhimit dhe pajisjeve elektroshtëpiake më të zakonshme. Është e rëndësishme që çdo person të dijë se çfarë është një qark i shkurtër, cilat janë shkaqet e tij, pasojat e mundshme dhe metodat e parandalimit të tij. Ju nuk mund të bëni në këtë përshkrim pa u njohur me bazat e inxhinierisë elektrike. Një lexues që nuk i njeh mund të mërzitet dhe të mos e lexojë artikullin deri në fund.

Një ekspozitë popullore e ligjit të Ohm-it

Pavarësisht nga natyra e rrymës në qarkun elektrik, ajo ndodh vetëm nëse ka një ndryshim potencial (ose tension, është i njëjtë). Natyra e këtij fenomeni mund të shpjegohet me shembullin e një ujëvare: nëse ka një ndryshim në nivele, uji rrjedh në një drejtim, dhe kur jo, ai qëndron ende. Edhe nxënësit e shkollës e dinë ligjin e Ohm-it, sipas të cilit, sa më i lartë të jetë voltazhi dhe sa më i ulët të jetë rryma, aq më e lartë është rezistenca e përfshirë në ngarkesë:

I është madhësia e rrymës, e cila ndonjëherë quhet "forca aktuale", megjithëse ky nuk është një përkthim mjaft i shkolluar nga gjuha gjermane. Matur në Amper (A).

Në fakt, vetë rryma nuk zotëron një forcë (d.m.th., shkakun e nxitimit), e cila është pikërisht ajo që manifestohet gjatë një qarku të shkurtër. Ky term tashmë është bërë i njohur dhe përdoret shpesh, megjithëse mësuesit e disa universiteteve, pasi kanë dëgjuar fjalët "forca aktuale" nga goja e një studenti, menjëherë thonë "jo". “Por, ç'të themi për zjarrin dhe tymin që vijnë nga instalimet elektrike gjatë një qarku të shkurtër? - Pyet një kundërshtar kokëfortë: "A nuk është kjo fuqi?" Ka një përgjigje për këtë vërejtje. Fakti është se përçuesit idealë nuk ekzistojnë, dhe ngrohja e tyre është pikërisht për shkak të këtij fakti. Nëse supozojmë se R = 0, atëherë nxehtësia nuk do të çlirohej, siç është e qartë nga ligji Joule-Lenz, i dhënë më poshtë.

U është i njëjti ndryshim potencial, i quajtur gjithashtu tension. Ajo matet në Volt (kemi V, jashtë vendit V). Quhet gjithashtu forca elektromotore (EMF).

R - rezistenca elektrike, domethënë aftësia e materialit për të parandaluar kalimin e rrymës. Për dielektrikët (izoluesit), është i madh, megjithëse jo i pafund, për përçuesit është i vogël. Matur në ohmë, por vlerësohet si një sasi specifike. Është e vetëkuptueshme që sa më i trashë të jetë teli, aq më mirë përçon rrymën dhe sa më gjatë të jetë aq më keq. Prandaj, rezistenca matet në ohmë shumëzuar me një milimetër katror dhe pjesëtuar me një metër. Përveç kësaj, vlera e saj ndikohet nga temperatura, sa më e lartë të jetë, aq më e madhe është rezistenca. Për shembull, një përcjellës ari 1 metër i gjatë dhe 1 metër katror. mm në 20 gradë Celsius ka një rezistencë totale prej 0.024 Ohm.

Ekziston gjithashtu formula e ligjit të Ohm për një qark të plotë, rezistenca e brendshme (vet) e burimit të tensionit (EMF) futet në të.

Dy formula të thjeshta por të rëndësishme

Është e pamundur të kuptohet arsyeja pse ndodh një rrymë e qarkut të shkurtër pa zotëruar një formulë tjetër të thjeshtë. Fuqia e konsumuar nga ngarkesa është e barabartë (duke përjashtuar komponentët reaktivë, por më shumë për to më vonë) me produktin e rrymës dhe tensionit.

P - fuqia, Watt ose Volt-Ampere;

U - tension, Volt;

I - rrymë, Amper.

Fuqia nuk është kurrë e pafundme, ajo është gjithmonë e kufizuar nga diçka, prandaj, me vlerën e saj fikse, voltazhi zvogëlohet me rritjen e rrymës. Varësia e këtyre dy parametrave të qarkut të punës, e shprehur grafikisht, quhet karakteristikë rrymë-tension.

Dhe një formulë tjetër që kërkohet për të llogaritur rrymat e qarkut të shkurtër është ligji Joule-Lenz. Ai jep një ide se sa nxehtësi gjenerohet kur i rezistoni një ngarkese dhe është shumë e thjeshtë. Përçuesi do të nxehet me një intensitet proporcional me tensionin dhe katrorin e rrymës. Dhe, sigurisht, formula nuk është e plotë pa kohë, sa më gjatë të nxehet rezistenca, aq më shumë nxehtësi do të lëshojë.

Çfarë ndodh në një qark kur ndodh një qark i shkurtër

Pra, lexuesi mund të supozojë se ai ka zotëruar të gjitha ligjet kryesore fizike për të kuptuar se cila mund të jetë madhësia (në rregull, le të jetë) e rrymës së qarkut të shkurtër. Por së pari ju duhet të vendosni për pyetjen se çfarë është në fakt. Qark i shkurtër (qark i shkurtër) është një situatë në të cilën rezistenca e ngarkesës është afër zeros. Ne shikojmë formulën e ligjit të Ohm-it. Nëse marrim parasysh versionin e tij për një seksion të qarkut, është e lehtë të kuptohet se rryma do të priret në pafundësi. Në versionin e tij të plotë, ai do të kufizohet nga rezistenca e burimit EMF. Në çdo rast, rryma e qarkut të shkurtër është shumë e madhe dhe sipas ligjit Joule-Lenz, sa më i madh të jetë, aq më shumë nxehet përcjellësi nëpër të cilin kalon. Për më tepër, varësia nuk është e drejtpërdrejtë, por kuadratike, domethënë, nëse rritem njëqindfish, atëherë do të çlirohet dhjetë mijë herë më shumë nxehtësi. Ky është rreziku i një fenomeni që ndonjëherë çon në zjarre.

Telat shkëlqejnë të kuq të nxehtë (ose të bardhë), ata e transferojnë këtë energji në mure, tavane dhe objekte të tjera që prekin dhe u vënë flakën. Nëse një fazë në ndonjë pajisje prek një përcjellës neutral, lind një rrymë e qarkut të shkurtër të burimit, e mbyllur në vetvete. Baza e ndezshme e instalimeve elektrike është një makth për inspektorët e zjarrit dhe arsyeja e shumë gjobave të vendosura ndaj pronarëve të papërgjegjshëm të ndërtesave dhe lokaleve. Dhe faji, natyrisht, nuk janë ligjet e Joule-Lenz dhe Ohm, por izolimi i thatë nga pleqëria, instalimi i pasaktë ose analfabet, dëmtimi mekanik ose mbingarkesa e instalimeve elektrike.

Megjithatë, rryma e qarkut të shkurtër, sado e madhe, nuk është gjithashtu e pafundme. Madhësia e telasheve që ai mund të bëjë ndikohet nga kohëzgjatja e ngrohjes dhe parametrat e qarkut të furnizimit me energji elektrike.

Qarqet AC

Situatat e diskutuara më sipër ishin të një natyre të përgjithshme ose të lidhura me qarqet e rrymës së vazhduar. Në shumicën e rasteve, si objektet rezidenciale ashtu edhe ato industriale furnizohen nga një rrjet i tensionit alternativ 220 ose 380 volt. Problemet e instalimeve elektrike DC janë më të zakonshme në makina.

Ekziston një ndryshim, dhe i rëndësishëm, midis këtyre dy llojeve kryesore të furnizimit me energji elektrike. Fakti është se kalimi i rrymës alternative pengohet nga përbërës shtesë të rezistencës, të quajtur reaktive dhe për shkak të natyrës valore të fenomeneve që lindin në to. Induktorët dhe kapacitetet reagojnë ndaj rrymës alternative. Rryma e qarkut të shkurtër të transformatorit kufizohet jo vetëm nga rezistenca aktive (ose omike, domethënë, ajo që mund të matet me një testues xhepi), por edhe nga përbërësi i tij induktiv. Lloji i dytë i ngarkesës është kapacitiv. Në lidhje me vektorin e rrymës aktive, vektorët e komponentëve reaktivë janë të devijuar. Rryma induktive mbetet prapa dhe rryma kapacitore e çon atë 90 gradë.

Një shembull i një ndryshimi në sjelljen e një ngarkese që ka një komponent reaktiv është një altoparlant konvencional. Disa adhurues të muzikës me zë të lartë e mbingarkojnë atë derisa difuzori të rrëzohet përpara nga fusha magnetike. Spiralja fluturon nga bërthama dhe digjet menjëherë, sepse përbërësi induktiv i tensionit të tij zvogëlohet.

Llojet KZ

Rrymat e qarkut të shkurtër mund të ndodhin në qarqe të ndryshme të lidhura me burime të ndryshme DC ose AC. Gjëja më e thjeshtë është me plusin e zakonshëm, i cili papritmas u bashkua me një minus, duke anashkaluar ngarkesën.

Por me rrymë alternative ka më shumë opsione. Rryma e qarkut të shkurtër njëfazor ndodh kur një fazë lidhet me neutralin ose është e tokëzuar. Në një rrjet trefazor, mund të ndodhë kontakt i padëshiruar midis dy fazave. Një tension prej 380 ose më shumë (kur transmetohet energji në distanca të gjata përmes linjave të energjisë) volt mund të shkaktojë gjithashtu pasoja të pakëndshme, duke përfshirë një ndezje harku në momentin e ndërrimit. Ai gjithashtu mund të mbyllë të tre (ose katër, së bashku me neutral) telat në të njëjtën kohë dhe rryma e qarkut të shkurtër trefazor do të rrjedhë nëpër to derisa të funksionojë automatikët mbrojtës.

Por kjo nuk është e gjitha. Në rotorët dhe statorët e makinave elektrike (motorëve dhe gjeneratorëve) dhe transformatorëve, ndonjëherë ndodh një fenomen i tillë i pakëndshëm si një qark i ndërthurjes, në të cilin sythe ngjitur teli formojnë një lloj unaze. Ky lak i mbyllur ka rezistencë jashtëzakonisht të ulët AC. Rryma e qarkut të shkurtër në kthesat rritet, kjo bëhet arsyeja për ngrohjen e të gjithë makinës. Në fakt, nëse ndodh një fatkeqësi e tillë, nuk duhet pritur derisa të shkrihet i gjithë izolimi dhe motori elektrik të fillojë të tymos. Dredha-dredha e makinës duhet të mbështillet, kjo kërkon pajisje speciale. E njëjta gjë vlen edhe për ato raste kur, për shkak të "kthesë në kthesë", ka lindur një rrymë e qarkut të shkurtër të transformatorit. Sa më pak të digjet izolimi, aq më e lehtë dhe më e lirë do të jetë mbështjellja.

Llogaritja e madhësisë së rrymës së qarkut të shkurtër

Pavarësisht se sa katastrofik mund të jetë ky apo ai fenomen, vlerësimi sasior i tij është i rëndësishëm për inxhinierinë dhe shkencën e aplikuar. Formula e rrymës së qarkut të shkurtër është shumë e ngjashme me ligjin e Ohm-it, thjesht kërkon një shpjegim. Kështu që:

I qark i shkurtër = Uph / (Zn + Zt),

Unë afatshkurtër - vlera e rrymës së qarkut të shkurtër, A;

Uph - tension fazor, V;

Zn është rezistenca totale (duke përfshirë komponentin reaktiv) të qarkut të qarkut të shkurtër;

Zt është rezistenca totale (përfshirë komponentin reaktiv) të transformatorit të fuqisë (fuqi), Ohm.

Impedancat përkufizohen si hipotenuzë e një trekëndëshi kënddrejtë, këmbët e të cilit janë vlerat e rezistencës aktive dhe reaktive (induktive). Është shumë e thjeshtë, ju duhet të përdorni teoremën e Pitagorës.

Disi më shpesh se formula për rrymën e qarkut të shkurtër, përdoren në praktikë kthesat e nxjerra eksperimentalisht. Ato përfaqësojnë varësinë e vlerës së I-qarkut të shkurtër. në gjatësinë e përcjellësit, prerjen tërthore të telit dhe fuqinë e transformatorit të fuqisë. Grafikët janë një koleksion linjash zbritëse në mënyrë eksponenciale, nga të cilat thjesht duhet të zgjidhni atë të duhurin. Metoda jep rezultate të përafërta, por saktësia e saj është e përshtatshme për nevojat praktike të inxhinierëve të energjisë.

Si po shkon procesi

Gjithçka duket se ndodh në çast. Diçka gumëzhi, drita u zbeh dhe më pas u shua. Në fakt, si çdo fenomen fizik, procesi mund të shtrihet mendërisht, të ngadalësohet, të analizohet dhe të ndahet në faza. Para fillimit të momentit të emergjencës, qarku karakterizohet nga një vlerë e qëndrueshme aktuale që është brenda modalitetit nominal. Papritmas, impedanca bie ndjeshëm në një vlerë afër zeros. Komponentët induktivë (motorë elektrikë, mbytës dhe transformatorë) të ngarkesës në të njëjtën kohë, si të thuash, ngadalësojnë procesin e rritjes aktuale. Kështu, në mikrosekondat e para (deri në 0,01 sek), rryma e qarkut të shkurtër të burimit të tensionit mbetet praktikisht e pandryshuar dhe madje pakësohet disi për shkak të fillimit të procesit kalimtar. Në këtë rast, EMF e tij gradualisht arrin zero, pastaj kalon përmes tij dhe vendoset në një vlerë të stabilizuar, e cila siguron rrjedhën e një qarku të shkurtër I të madh. Vetë rryma në momentin e procesit kalimtar është shuma e komponentëve periodikë dhe periodikë. Është analizuar forma e grafikut të procesit, si rezultat i të cilit është e mundur të përcaktohet një vlerë konstante e kohës, në varësi të këndit të prirjes së tangjentes ndaj kurbës së nxitimit në pikën e lakimit të saj (derivati ​​i parë) dhe koha e vonesës, e përcaktuar nga vlera e komponentit reaktiv (induktiv) të rezistencës totale.

Rryma e goditjes së qarkut të shkurtër

Në literaturën teknike, shpesh gjendet termi "rrymë e rritjes së qarkut të shkurtër". Ju nuk duhet të frikësoheni nga ky koncept, nuk është aspak aq i tmerrshëm dhe nuk ka asnjë lidhje të drejtpërdrejtë me goditjen elektrike. Ky koncept nënkupton vlerën maksimale të qarkut të shkurtër I. në një qark të rrymës alternative, duke arritur vlerën e tij zakonisht gjysmë periudhe pasi të ketë lindur një emergjencë. Në një frekuencë prej 50 Hz, periudha është 0,2 sekonda, dhe gjysma e saj është përkatësisht 0,1 sekonda. Në këtë moment, ndërveprimi i përcjellësve të vendosur afër njëri-tjetrit arrin intensitetin më të lartë. Rryma e rritjes së qarkut të shkurtër përcaktohet nga formula, e cila nuk ka kuptim të jepet në këtë artikull, e cila nuk është e destinuar për specialistë dhe as për studentë. Është në dispozicion në literaturë dhe tekste të veçanta shkollore. Në vetvete, kjo shprehje matematikore nuk është veçanërisht e vështirë, por kërkon komente mjaft voluminoze që e thellojnë lexuesin në teorinë e qarqeve elektrike.

KZ i dobishëm

Duket se fakti i qartë është se një qark i shkurtër është një fenomen jashtëzakonisht i keq, i pakëndshëm dhe i padëshirueshëm. Kjo mund të çojë, në rastin më të mirë, në çaktivizimin e objektit, çaktivizimin e pajisjeve mbrojtëse emergjente dhe në rastin më të keq - në djegien e instalimeve elektrike dhe madje edhe zjarrin. Prandaj, të gjitha forcat duhet të fokusohen në shmangien e kësaj fatkeqësie. Megjithatë, llogaritja e rrymave të qarkut të shkurtër ka një kuptim shumë real dhe praktik. Janë shpikur shumë mjete teknike që funksionojnë në modalitetin e vlerave të larta të rrymës. Një shembull është një makinë saldimi konvencionale, veçanërisht një hark, e cila praktikisht lidh një elektrodë të tokëzuar në momentin e funksionimit. Një çështje tjetër është se këto mënyra janë afatshkurtra dhe fuqia e transformatorit i lejon atij t'i rezistojë këtyre mbingarkesave. Gjatë saldimit, rryma të mëdha (të matura në dhjetëra amper) kalojnë në pikën e kontaktit me fundin e elektrodës, si rezultat i së cilës lëshohet nxehtësi e mjaftueshme për të shkrirë metalin në vend dhe për të krijuar një shtresë të fortë.

Metodat e mbrojtjes

Në vitet e para të zhvillimit të shpejtë të inxhinierisë elektrike, kur njerëzimi ende po eksperimentonte me guxim, duke prezantuar pajisje galvanike, shpiku lloje të ndryshme gjeneratorësh, motorësh dhe ndriçimi, u ngrit problemi i mbrojtjes së këtyre pajisjeve nga mbingarkesat dhe rrymat e qarkut të shkurtër. Zgjidhja e saj më e thjeshtë konsistonte në instalimin e elementeve të shkrirë në seri me ngarkesën, të cilët shkatërroheshin nën ndikimin e nxehtësisë rezistente nëse rryma tejkalonte vlerën e caktuar. Siguresat e tilla u shërbejnë njerëzve sot, avantazhet e tyre kryesore janë thjeshtësia, besueshmëria dhe kostoja e ulët. Por ata gjithashtu kanë disavantazhe. Vetë thjeshtësia e "tapës" (siç quheshin mbajtësit e tarifave të ndryshueshme për formën e tyre specifike) provokon përdoruesit pasi digjet të mos filozofojnë dinakërisht, por të zëvendësojnë elementët e dështuar me telat e parë, kapëset e letrës dhe madje. thonjtë që vijnë në dorë. A vlen të përmendet se një mbrojtje e tillë kundër rrymave të qarkut të shkurtër nuk e përmbush funksionin e saj fisnik?

Në ndërmarrjet industriale, për të çaktivizuar qarqet e mbingarkuar, ndërprerësit filluan të përdoren më herët sesa në mburojat e apartamenteve, por në dekadat e fundit, "priza" janë zëvendësuar kryesisht prej tyre. "Pajisjet automatike" janë shumë më të përshtatshme, ato nuk mund të ndryshohen, por të ndizen, duke eliminuar shkakun e qarkut të shkurtër dhe duke pritur që elementët termikë të ftohen. Kontaktet e tyre ndonjëherë digjen, në këtë rast është më mirë t'i zëvendësoni dhe të mos përpiqeni t'i pastroni ose rregulloni. Automatet diferenciale më komplekse me një kosto të lartë nuk zgjasin më shumë se ato konvencionale, por ngarkesa e tyre funksionale është më e gjerë, ato fikin tensionin në rast të rrjedhjes minimale të rrymës "në anën", për shembull, kur një person goditet nga një rryme elektrike.

Në jetën e përditshme, nuk rekomandohet të eksperimentoni me një qark të shkurtër.

Konsideroni një rast të veçantë të lidhjes paralele të përcjellësve - të ashtuquajturat qark i shkurtër. Quhet lidhja paralele në qarkun e një përcjellësi me rezistencë shumë të ulët. Le të shohim një shembull.
Lërini llambat dhe çelësin të lidhen siç tregohet në diagramet. Vini re se çelësi dhe llamba e dytë janë të lidhur paralelisht, dhe çelësi i mbyllur në diagramin e duhur është një përcjellës me rezistencë shumë të ulët. Prandaj, sipas përkufizimit, ka një qark të shkurtër në llambën në diagramin e djathtë.

Supozoni, për shembull, voltazhi i burimit aktual zgjidhet në mënyrë që kur çelësi të jetë i hapur, të dy llambat të mos shkëlqejnë shumë shkëlqyeshëm - me inkandeshencë të plotë (prandaj, në diagramin e parë, ato janë gjysmë të lyera). Nëse çelësi është i mbyllur, llamba e majtë do të digjet me shkëlqim dhe llamba e djathtë do të fiket fare. Kështu, rritja e shkëlqimit të llambës së majtë na tregon se kur ka një qark të shkurtër në qark, rryma rritet ndjeshëm. Sipas ligjit Joule-Lenz, një rritje në fuqinë aktuale mund të çojë në mbinxehje të telave dhe një zjarr.
Le të shpjegojmë pse llamba e majtë ndizet më e ndritshme. Kujtojmë se kur përçuesit janë të lidhur paralelisht, rezistenca e tyre totale bëhet më e vogël se më e vogla prej tyre, domethënë edhe më e vogël se rezistenca e ndërprerësit (në të cilën është pothuajse e barabartë me zero). Sipas ligjit të Ohm-it, një ulje e rezistencës çon në një rritje të forcës aktuale. Dhe një rritje e rrymës, sipas ligjit Joule-Lenz, çon në një inkandeshencë më të fortë të spiralës së llambës së majtë.
Le të shpjegojmë tani pse fiket llamba e duhur. Meqenëse kur përçuesit janë të lidhur paralelisht, tensioni në secilin prej tyre është i njëjtë, tensionet në llambën e djathtë dhe në çelësin janë të njëjta. Sipas ligjit të Ohm-it, U = I · R. Siç zbuluam në paragrafin e mëparshëm, rezistenca e kësaj lidhjeje është pothuajse zero, domethënë R "0. Duke zëvendësuar zero në formulë, marrim: U = I · 0 = 0. Kjo do të thotë, voltazhi në ndërprerës dhe llambë është zero (më saktë, shumë i vogël). Është e qartë se ky tension nuk është i mjaftueshëm për të mbajtur llambën të ndezur, kështu që ajo fiket.

Për të mbrojtur pajisjet elektrike nga qarqet e shkurtra, përdorni ndërprerësit. Qëllimi i tyre është të fikin energjinë elektrike në rast se rryma rritet më shumë se vlera e lejuar. Në foton në të djathtë, ju shihni auto fitil me bazë vidhash të ngjashme me llambën. Siguresa të tilla (në gjuhën e zakonshme "priza") vidhosen në fishekë të veçantë, të cilët janë të fiksuar në mur.
Ka gjithashtu siguresat. Në to, pjesa kryesore është një tel i hollë (rreth 0,1 mm në diametër) i bërë prej kallaji ose plumbi (shih figurën më poshtë). Në rastin e një rritje të fortë të rrymës, ajo shkrihet pothuajse menjëherë, dhe qarku hapet, duke ndërprerë rrymën. Ndryshe nga siguresat automatike "të ripërdorshme", siguresat janë pajisje elektrike të disponueshme.

Nëse supozojmë se telat që furnizojnë rrymë në instalimet elektrike të banesës janë prej alumini dhe kanë një diametër prej 1 mm, atëherë zona e seksionit kryq të telit të plumbit do të jetë 100 herë më e vogël. Përveç kësaj, duke parë tabelën, mund të shohim se rezistenca e plumbit është rreth 10 herë më e madhe se ajo e aluminit. Rrjedhimisht, rezistenca e telit është rreth 1000 herë më e madhe se rezistenca e një teli alumini me të njëjtën gjatësi.
Meqenëse teli dhe siguresa (d.m.th., teli brenda tij) janë të lidhur në seri, forca aktuale në to është e njëjtë. Meqenëse, sipas ligjit Joule-Lenz, Q = I2Rt, prandaj, sasia e nxehtësisë së lëshuar në tel në çdo moment të kohës është 1000 herë më e madhe se në tel. Kjo është arsyeja pse teli shkrihet dhe instalimet elektrike mbeten të paprekura. Aktualisht, siguresat praktikisht nuk përdoren në teknologji, duke i lënë vendin atyre automatike.

Një qark i shkurtër formohet për shkak të mbylljes së dy telave të qarkut, të cilët janë të lidhur me kontakte të ndryshme (kjo është plus dhe minus). Në këtë rast, kjo ndodh përmes një rezistence të vogël, e cila mund të krahasohet me rezistencën e vetë telit. Në këtë rast, rryma mund të kalojë vlerën nominale disa herë. Për të parandaluar zjarrin, qarku elektrik duhet të prishet përpara se telat të arrijnë temperatura kritike.

Çfarë është një qark i shkurtër?

Çdo ditë kudo që jemi mbyllim qarkun elektrik. Në këtë rast, asgjë e rrezikshme nuk ndodh, pasi kur priza e pajisjeve elektrike lidhet në prizë, energjia elektrike shndërrohet në:

• energji mekanike;
• fuqia termike.

Këto lloje mbylljesh mund të quhen konvencionalisht "të gjata". Një qark i shkurtër është, në terma të thjeshtë, një lloj energjie që shprehet në formën e një shkëndije, dridhjeje ose zjarri. Ky është një kusht kur rezistenca e vetë ngarkesës bëhet më e vogël se rezistenca e furnizimit me energji elektrike. Në rast të një qarku të shkurtër, rryma rritet menjëherë, gjë që çon në një gjenerim të fortë të nxehtësisë. Kjo, nga ana tjetër, mund të çojë në shkrirjen e instalimeve elektrike dhe zjarrin e tij të mëvonshëm. Një qark i tillë i shkurtër jo vetëm që mund të prishë performancën e një elementi qark elektrik, por gjithashtu të çojë në një ulje të tensionit të hyrjes për konsumatorët e tjerë.

Në modalitetin normal të funksionimit, rryma midis përçuesve fazor dhe neutralë rrjedh vetëm kur lidhet një ngarkesë, gjë që e kufizon atë në një nivel të sigurt për instalime elektrike. Si ndodh një qark i shkurtër? Në rastet kur shfaqet një shkelje e veshjes izoluese, duke çuar në një qark të shkurtër plus dhe minus, rryma anashkalon ngarkesën dhe rrjedh midis këtyre telave. Ky lloj kontakti quhet "i shkurtër", për faktin se pajisjet elektrike anashkalojnë.

Një qark i shkurtër metalik është ai që nuk merr parasysh rezistencën e kontaktit. Është e mundur vetëm në rastin e përgatitjes së tij të veçantë me anë të një lidhjeje me bulona të pjesëve të gjalla.

Një rrymë e qarkut të shkurtër është një rrymë që shfaqet për shkak të dëmtimit të izolimit të pjesëve të gjalla që kanë potencial elektrik të ndryshëm. Mund të lindë gjithashtu thjesht duke lidhur aksidentalisht pjesë përçuese me të njëjtat potenciale.

Rryma e rritjes së qarkut të shkurtër është vlera maksimale e rrymës që ndodh gjatë një qarku të shkurtër trefazor.

Modaliteti i qarkut të shkurtër është një gjendje e tillë e një pajisjeje me dy terminale kur daljet e saj janë të lidhura me njëra-tjetrën duke përdorur një përcjellës me rezistencë zero. Në këtë mënyrë, dredha-dredha dytësore është me qark të shkurtër. Gjatë kryerjes së një eksperimenti të tillë, është e mundur të përcaktohet madhësia e humbjeve në mbështjelljet e vetë transformatorit.

Vlen gjithashtu të dihet se voltazhi i qarkut të shkurtër të transformatorit është voltazhi që duhet të aplikohet në mbështjellje kur mbyllet e dyta. Dhe pastaj rryma e vlerësuar do të fillojë të rrjedhë në mbështjelljen e fundit.

Si mund të zbulohet dhe parandalohet?

Ju mund të kujtoni ligjin e mirënjohur të Ohm-it, i cili thotë: "Rryma në qark është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin dhe në përpjesëtim të kundërt me rezistencën". Është pikërisht kjo e fundit që ia vlen t'i kushtohet vëmendje në këtë rast. Për shkak të faktit se rezistenca e instalimeve elektrike është shumë e vogël, konsiderohet të jetë e barabartë me "0". Në rastin e një qarku të shkurtër, vlera e tij, përkundrazi, është shumë e madhe, pasi një rrymë fillon të rrjedhë në një qark të mbyllur.

Për të parandaluar një qark të shkurtër, është e nevojshme të matni periodikisht rezistencën e instalimeve elektrike. Nëse nuk mund ta bëni këtë vetë, atëherë duhet të kërkoni ndihmë nga specialistë. Ata do të kryejnë në mënyrë profesionale të gjitha matjet në lidhje me instalimet elektrike, si dhe do të ndihmojnë në testimin e transformatorëve të rrymës së instrumentit, të cilët gjithashtu do të kursejnë pajisjet tuaja dhe do të rrisin sigurinë nga zjarri.

Çdo person, puna e të cilit lidhet me mirëmbajtjen e inxhinierisë elektrike, është shumë mirë i vetëdijshëm për problemet me të cilat shoqërohet një qark i shkurtër (qark i shkurtër). Ndonjëherë konsiderohet si dëmtim. Kjo nuk eshte e vertete. Një qark i shkurtër është një proces, ose, nëse dëshironi, një mënyrë emergjente e funksionimit të çdo seksioni të një instalimi elektrik. Por pasojat e tij vërtet çojnë në dëm. Përkufizimi i pranuar përgjithësisht thotë: "Një qark i shkurtër është një lidhje e drejtpërdrejtë e dy ose më shumë pikave të një qarku elektrik me potencial të ndryshëm. Është një mënyrë jonormale (e paqëllimshme) e funksionimit."

Për të kuptuar se çfarë ndodh saktësisht në qark në momentin kur ndodh një qark i shkurtër atje, është e nevojshme të kujtojmë parimet e funksionimit të elementeve të qarkut. Imagjinoni një qark të thjeshtë të përbërë nga dy përçues dhe një ngarkesë (për shembull, një llambë). Në kushte normale, ka një lëvizje të drejtuar të grimcave elementare të ngarkuara në një përcjellës, për shkak të ndikimit të vazhdueshëm të burimit. Ata lëvizin nga një pol i burimit në tjetrin përmes dy seksioneve të telit dhe një llambë. Prandaj, llamba lëshon dritë, pasi grimcat bëjnë një punë të caktuar në të.

Kur drejtimi i lëvizjes ndryshon vazhdimisht, por në këtë rast nuk është i rëndësishëm. Numri i elektroneve që kalojnë nëpër një seksion të caktuar të qarkut për njësi të kohës kufizohet nga rezistenca e llambës, përcjellësve, burimit EMF. Me fjalë të tjera, rryma nuk rritet pafundësisht, por korrespondon me regjimin e gjendjes së qëndrueshme.

Por për disa arsye, izolimi në seksionin e qarkut është dëmtuar. Për shembull, një llambë është e përmbytur me ujë. Në këtë rast, zvogëlohet. Si rezultat, rryma që rrjedh përgjatë qarkut kufizohet nga rezistenca totale e burimit të energjisë, telave dhe "istmusit" të ujit në llambë. Zakonisht kjo shumë është aq e parëndësishme sa nuk merret parasysh në llogaritjet (me përjashtim të llogaritjeve të specializuara).

Rezultati është një rritje pothuajse e pafundme e rrymës, e përcaktuar nga ligji klasik i Ohm-it. Në këtë rast, shpesh përmendet fuqia e qarkut të shkurtër. Përcaktohet nga vlera kufitare e rrymës elektrike që burimi i energjisë është në gjendje të japë përpara dështimit. Nga rruga, kjo është arsyeja pse është e ndaluar të lidhni me tela (qark të shkurtër) kontaktet e kundërta të baterive.

Edhe pse në shembullin që po shqyrtojmë heqjen e rezistencës së llambës nga qarku për shkak të hyrjes së ujit në të, ka shumë arsye për një qark të shkurtër. Për shembull, nëse flasim për të njëjtën skemë, atëherë qarku i shkurtër. mund të ndodhë edhe nëse izolimi i të paktën një teli prishet dhe ai bie në kontakt me tokën. Në këtë rast, rryma nga burimi i energjisë do të ndjekë rrugën e rezistencës më të vogël, domethënë në tokë, e cila ka një kapacitet të madh. Dëmtimi i izolimit të dy telave menjëherë dhe kontakti i tyre do të çojë në të njëjtin rezultat.

Sa më sipër mund të përmblidhen: k.z mund të jetë me ose pa tokë. Kjo nuk ndikon në proceset në vazhdim.

Çfarë lloj dëmi u diskutua në fillim të artikullit? Siç e dini, sa më e lartë të jetë vlera e rrymës që rrjedh nëpër seksionet e qarkut, aq më i madh është ngrohja e tyre. Me fuqi të mjaftueshme të burimit në qark të shkurtër. disa pjesë të zinxhirit thjesht digjen, duke u kthyer në pluhur bakri (për elementët e bakrit).

Mbrojtja me qark të shkurtër është mjaft e thjeshtë dhe efektive. Mesazhet e dështimit për shkak të një qarku të shkurtër lindin, para së gjithash, për shkak të parametrave të zgjedhur gabimisht të pajisjeve mbrojtëse, selektivitetit të pasaktë. Nëse po flasim për një qark shtëpiake 220 V, atëherë ata përdorin në to me një rritje të tepruar të rrymës, një lëshim elektromagnetik i vendosur brenda thyen qarkun.

Tema: çfarë është një qark i shkurtër në një qark elektrik, cilat janë pasojat e një qarku të shkurtër.

Shumë kanë dëgjuar për një qark të shkurtër elektrik, por jo të gjithë e dinë thelbin e këtij fenomeni. Le ta kuptojmë. Pra, nëse gërmoni në vetë shprehjen "qark i shkurtër", atëherë mund të kuptoni se ekziston një proces në të cilin diçka mbyllet përgjatë një të shkurtër, përkatësisht shtegut më të shkurtër të rrjedhës së rrymës elektrike (ngarkesat elektrike në përcjellës). E thënë thjesht, ekziston një rrugë përmes së cilës rrjedh energjia elektrike, rryma e saj e ngarkesave. Këto janë qarqe të ndryshme elektrike, përcjellës të energjisë elektrike. Sa më e gjatë kjo rrugë, aq më shumë pengesa duhet të kapërcejnë ngarkesat, aq më e madhe është rezistenca elektrike e kësaj rruge. Dhe nga ligji i Ohm-it dihet se sa më e madhe të jetë rezistenca e qarkut, aq më pak rrymë do të jetë në të (në një vlerë të caktuar tensioni). Prandaj, në rrugën më të shkurtër, do të ketë rrymën maksimale të mundshme dhe kjo rrugë do të jetë e shkurtër në rast të një qarku të shkurtër të skajeve të vetë burimit të energjisë.

Në përgjithësi, ne kemi, për shembull, një bateri të zakonshme makine (në gjendje të ngarkuar). Nëse lidhni një llambë të projektuar për tensionin e baterisë (12 volt) me të, atëherë si rezultat i kalimit të një rryme të një madhësie të caktuar përmes kësaj llambë, ne do të marrim rrezatimin e dritës dhe nxehtësisë. Llamba ka një rezistencë të caktuar elektrike, e cila kufizon rrymën që rrjedh nëpër këtë qark. Për të bërë një qark të shkurtër të qëllimshëm, mjafton të marrim një copë tel dhe ta lidhim me skajet e terminaleve të baterisë (paralelisht me llambën). Ky tel ka shumë pak rezistencë në krahasim me një llambë. Rrjedhimisht, nuk ka asnjë kufizim të veçantë që do të parandalonte lëvizjen e grimcave të ngarkuara. Dhe sapo mbyllim një qark të tillë, marrim qarkun tonë të shkurtër. Një rrymë e madhe do të rrjedhë përmes telit menjëherë, e cila thjesht mund të nxehet dhe shkrijë këtë copë teli.

Si rezultat i një qarku të tillë të shkurtër, përcjellësi (izolimi i tij) do të ndizet, deri në zjarr, nëse ky përcjellës, me ndezjen e tij, transferon zjarrin në sendet e ndezshme që janë afër. Përveç kësaj, një rrjedhje e tillë e mprehtë dhe e papritur e rrymës mund të jetë e dëmshme për vetë baterinë. Gjithashtu fillon të nxehet në këtë kohë. Dhe siç e dini, bateritë nuk e pëlqejnë shumë ngrohjen e tepërt. Së paku, jeta e tyre e shërbimit zvogëlohet ndjeshëm pas kësaj, dhe në maksimum, ato dështojnë dhe madje marrin flakë dhe shpërthejnë. Nëse ndodh një qark i tillë i shkurtër, për shembull, me një bateri litium në një telefon (i cili nuk ka mbrojtje elektronike brenda), ndodh një ngrohje e fortë brenda pak sekondave, atëherë formohet një flakë dhe shpërthim.

Ka disa bateri që fillimisht janë krijuar për të dhënë rryma të larta (bateri tërheqëse), por edhe me to një qark i shkurtër i plotë mund të çojë në telashe të mëdha. Epo, çfarë ndodh me tensionin gjatë një qarku të shkurtër? Nga fizika e shkollës duhet ditur se sa më e madhe të jetë rryma, aq më e madhe është rënia e tensionit në këtë seksion të qarkut. Prandaj, kur asnjë ngarkesë nuk është e lidhur me furnizimin me energji elektrike, mund të shihni vlerën maksimale të tensionit në të (kjo është EMF e furnizimit me energji elektrike, forca e saj elektromotore). Sapo e ngarkojmë këtë furnizim me energji elektrike, menjëherë shfaqet një rënie e caktuar e tensionit. Dhe sa më e madhe të jetë ngarkesa, aq më e fortë do të jetë rënia e tensionit. Meqenëse gjatë një qarku të shkurtër rezistenca e qarkut është praktikisht zero, dhe forca aktuale do të jetë maksimale e mundshme, atëherë rënia e tensionit në furnizimin me energji do të jetë gjithashtu maksimale (rreth zero).

Ne konsideruam këtë opsion të një qarku të shkurtër të plotë, i cili ndodh direkt në terminalet e furnizimit me energji elektrike. Po, këtu është diçka tjetër që ia vlen të shtohet në lidhje me të. Në rastin e një baterie, do të ketë një ngarkesë të madhe aktuale në pjesët e brendshme dhe kimikatet e vetë baterisë (elektrolit, pllaka, plumba). Në rast të një qarku të shkurtër në burime të tilla të energjisë si gjeneratorët elektrikë, ngarkesa aktuale bie mbi mbështjelljet e këtyre gjeneratorëve, gjë që çon në ngrohjen dhe përkeqësimin e tepërt të saj (mirë, ato qarqe që punojnë në gjenerator pas kësaj dredha-dredha). Një qark i shkurtër në terminalet e furnizimeve të ndryshme të energjisë çon në mbinxehje dhe dështim të vetë qarqeve elektrike të burimeve aktuale dhe mbështjelljes dytësore të transformatorit.

Një qark i shkurtër mund të ndodhë në qarkun shumë elektrik të instalimeve elektrike, qarkut. Në këtë rast, pasojat janë gjithashtu jashtëzakonisht negative. Por në këtë rast, forca aktuale tashmë do të jetë, si rregull, pak më e vogël se në rastin e një qarku të shkurtër në daljen e burimit të energjisë. Për shembull, ekziston një qark përforcues i zërit. Papritmas, për shkak të izolimit të dobët të vetë altoparlantëve, ndodh një qark i shkurtër në daljen audio të këtij amplifikuesi. Si rezultat, transistorët e daljes së mikrocirkut në fazat e fundit të amplifikimit të zërit ka të ngjarë të digjen. Në këtë rast, vetë burimi i energjisë mund të mos vuajë, pasi ngarkesa e tepërt aktuale mund të mos e arrijë atë. Unë mendoj se e keni kuptuar thelbin e qarkut të shkurtër.

P.S. Në çdo rast, fenomeni i qarkut të shkurtër elektrik çon në pasoja katastrofike. Për t'u mbrojtur nga kjo, si rregull, përdorni siguresat konvencionale, ndërprerësit, qarqet mbrojtëse, etj. Detyra e tyre është të thyejnë shpejt qarkun elektrik me një rritje të mprehtë të fuqisë aktuale. Kjo do të thotë, një siguresë e zakonshme është, si të thuash, lidhja më e dobët në të gjitha qarqet elektrike. Sapo forca aktuale të rritet ndjeshëm, lidhja e siguresave thjesht shkrihet dhe prish qarkun. Kjo në shumicën e rasteve çon në faktin se qarqet e tjera në qark mbeten të paprekura.