Βραχυκύκλωμα και ασφάλειες
Θα έριχνες ποτέ ένα μαχαίρι μέσα σε μία τοστιέρα που λειτουργεί; Η ηλεκτροπληξία δεν είναι το μόνο που πρέπει να φοβάσαι. Υπάρχει και το βραχυκύκλωμα που μπορεί να την κάψει.
ΨΗΦΙΑΚΟ ΒΙΒΛΙΟ
ΕΝΟΤΗΤΑ 3 — Ηλεκτρική Ενέργεια
τι ειναι το βραχυκυκλωμα;
Για να λειτουργήσει η αντίσταση στο εσωτερικό της τοστιέρας, το ηλεκτρικό ρεύμα πρέπει να ταξιδέψει στο αγώγιμο κύκλωμα στο εσωτερικό της. Όμως, ένα μεταλλικό μαχαίρι παρέχει στο ρέυμα άλλο ένα «μονοπάτι» για να περάσει. Και θα περάσει.
«Το βραχυκύκλωμα είναι μία σύνδεση ανάμεσα σε δύο σημεία ενός ηλεκτρικού κυκλώματος στην οποία δεν θες να παρευρίσκεσαι», λέει ο Karl Berggren, καθηγητής στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Επιστήμης Υπολογιστών του MIT. «Όταν χτίζεις ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, προσπαθείς να αναγκάσεις το ρεύμα να διέλθει από συγκεκριμένα μονοπάτια για να εκτελέσει συγκεκριμένες λειτουργίες», εξηγεί. «Στην περίπτωση της τοστιέρας, όταν εισάγεις ένα μαχαίρι στο εσωτερικό της βραχυκυκλώνοντας το θερμικό στοιχείο της (την αντίσταση), προσφέρεις στο ρεύμα έναν σύντομο δρόμο. Αυτό το μονοπάτι είναι πολύ πιο εύκολο “στη διάβαση” από το θερμικό στοιχείο, το οποίο εμφανίζει μεγάλη αντίσταση στη ροή του ρεύματος».
Και τι ακριβώς συμβαίνει όταν το ρεύμα αλλάζει πορεία; Πρώτα απ’ όλα η τοστιέρα σταματάει να λειτουργεί διότι το ρεύμα δεν πηγαίνει εκεί που θα έπρεπε. Σύντομα η κατάσταση γίνεται πολύ άσχημη, διότι το μεταλλικό αντικείμενο που δημιουργεί το βραχυκύκλωμα έχει πολύ μικρή τιμή αντίστασης και μπορεί να διέλθει από αυτό πολύ μεγάλο ρεύμα. Μέσα σε χιλιοστά του δευτερολέπτου το ρεύμα μπορεί να γίνει χιλιάδες φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα λειτουργίας της συσκευής και να καεί.
- Με ποιους τρόπους μπορεί να προκληθεί ένα βραχυκύκλωμα;
Ένα βραχυκύκλωμα μπορεί να προκληθεί στην περίπτωση που:
Για να προστατέψουμε ένα κύκλωμα από τις επιπτώσεις του βραχυκυκλώματος, χρησιμοποιούμε τις ασφάλειες.
Βραχυκυκλωμα και ασφαλειες
Ένα βίντεο από το φωτόδεντρο σχετικό με το βραχυκύκλωμα, τη μικροσκοπική του ερμηνεία και τις ασφάλειες.
http://photodentro.edu.gr/v/item/video/8522/966 (κλικ στον σύνδεσμο).
Πειραμα στο εργαστηριο: Διακοπη και βραχυκυκλωμα
Στο παρακάτω βίντεο μπορείς να παρακολουθήσεις σχετικό πείραμα βραχυκυκλώματος από το ΕΚΦΕ Καρδίτσας. Παρακολούθησέ το με προσοχή.
εικονικο εργαστηριο: βραχυκυκλωνοντας λαμπτηρες
Στο παρακάτω βίντεο μπορείς να παρακολουθήσεις ένα εικονικό εργαστήριο στο οποίο πραγματοποιείται βραχυκύκλωμα ενός λαμπτήρα σε διάφορες διατάξεις.
ερωτησεισ
Αφού δεις τα προηγούμενα βίντεο, προσπάθησε να απαντήσεις στις ακόλουθες ερωτήσεις.
εργαστηριακη ασκηση — φυλλο εργασιασ
Συμπεραίνουμε από τα προηγούμενα ότι το βραχυκύκλωμα είναι μια κατάσταση στην οποία ένα ηλεκτρικό κύκλωμα παρουσιάζει μηδενική αντίσταση, εξαιτίας της σύνδεσης δύο σημείων με πολύ χαμηλή αντίσταση μεταξύ τους, που επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει με μεγάλη ένταση. Αυτό μπορεί να προκαλέσει πυρκαγιά, ζημιές στο κύκλωμα ή ακόμη και κίνδυνο για την ασφάλεια των ανθρώπων.
Σε μια περίπτωση βραχυκυκλώματος, η ένταση του ρεύματος είναι τόσο μεγάλη ώστε να είναι πιθανή η καταστροφή στοιχείων του κυκλώματος. Γι’ αυτό το λόγο, στα περισσότερα κυκλώματα, υπάρχουν συσκευές προστασίας, όπως οι ασφάλειες, που διακόπτουν το ρεύμα όταν ανιχνεύουν την ύπαρξη βραχυκυκλώματος.
Η αρχή λειτουργίας μιας απλής ασφάλειας μπορεί να παρουσιαστεί στο εργαστήριο με πολύ απλό τρόπο, όπως περιγράφεται στο ακόλουθο φύλλο εργασίας.
