Що саме таке коротке замикання?

У моїй книзі немає пояснення фразового короткого замикання, але в багатьох місцях автор використовував це. Я погуглив його. Одні пояснюють це як потік заряду по високій різниці потенціалів, а інші пояснюють його як потік заряду по шляху низького опору. Що саме таке коротке замикання? Пояснення разом із діаграмою було б дуже корисно.

Простіше і практично, коротке замикання - це небажаний або ненавмисний шлях, який може пройти струм, який обходить маршрути, які ви насправді хочете пройти.

Зазвичай це шлях низького опору між двома точками різного потенціалу.

Наприклад:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

У лівому простому світлодіодному ланцюзі трохи більше 6 мА проходить навколо контуру. Створіть коротке замикання, представлене дуже низьким опором (жоден провід не є ідеальним провідником 0 Ом) і 5000 А хоче спробувати протікати через нього. Це погані новини для акумулятора. Акумулятор цілком міг вибухнути. Безперечно, що внутрішній опір батареї обмежить струм, який може існувати, і на клемах акумулятора буде помітно велике падіння напруги, що призведе до припинення функціонування всього контуру.

Це коротке замикання :

Гаразд, це те, що я дуже хотів відкласти. Давайте подивимось, чи зможемо ми відповісти на ваше запитання з рештою місця.

Коротке замикання - це з'єднання між двома елементами, які ви не мали наміру з'єднувати. У більшості випадків така поведінка є надзвичайно несподіваною і має тенденцію викликати неправильну поведінку схеми.

Одним з найпоширеніших коротких замикань є провід, який з'єднує дві точки, що приводяться до фіксованого потенціалу між ними (наприклад, два зубці настінного розетки 120 В, які приводяться генератором в енергокомпанію, щоб залишатися 120 В Змінного струму один від одного). У цих випадках результат, як правило, вражаючий і передбачає вторинні наслідки. Наприклад, якщо ви покладете дріт через настінну розетку напругою 120 В, ви швидко дізнаєтесь, що цей провід не мав опору 0 Ом, як ідеальний провід, а скоріше мав опір (0,001 Ом або подібний), і тепер дозволяє величезна кількість струму текти через нього ... принаймні, поки він не нагріється і не розтане!

Важливим у коротких замиканнях є те, що вони завжди включають якусь ненавмисну ​​грань схеми. Можливо, у вас є комп'ютерний блок живлення, який генерує сигнал 5В за допомогою транзисторів. Зараз ми обидва знаємо, що транзистори недосконалі, і є деякі вторинні ефекти, але виробники джерел живлення намагаються мінімізувати ці ефекти, щоб ми з вами могли просто сказати "о, цей провід доставляє 5В!" Коли ви використовуєте провід для підключення цього до землі (0В), ми створюємо короткий. Якби ви моделювали цей блок живлення як ідеальний генератор 5В ідеального напруги, ви знайдете, що рівняння просто не працюють. Ви не можете підключити лінію 0В та лінію 5В з ідеальним проводом, оскільки провід може бути лише на одну напругу. Ми більше не можемо моделювати джерело живлення як ідеальне джерело напруги.

Що станеться, транзистори в блоці живлення почнуть обмежувати струм. Зазвичай ця межа дуже висока і може бути досить високою, щоб почати перегрівання транзисторів. Це може зробити всілякі неприємні речі (наприклад, розплав припою), і результатом може бути легко вихід з ладу живлення!

Коротке замикання - це специфічний тип паралельного ланцюга, коли при з'єднанні між будь-якими двома заданими вузлами ланцюга має значно низький опір порівняно з двома іншими.

У цьому випадку, оскільки напруга має бути рівним у двох вузлах, опір кожного шляху паралельного контуру поділить загальний струм через них. Оскільки один шлях має дуже низький опір, основна частина струму пройде по цьому шляху. Це часто позбавляє інший шлях будь-якої суттєвої течії для найбільш практичного використання.

тобто мотор 100 Ом паралельно резистору 0,01 Ом буде коротким замиканням. Резистор 0,01 паралельно резистору 0,01 не вважатиметься коротким замиканням, оскільки два опори досить схожі. Зауважте, що провід - це лише недосконалий провідник з певним опором, як правило, в одно- або нижньому розряді.

Коротке замикання - це просто небажане з'єднання між двома точками ланцюга. Це небажане з'єднання, як правило, спричиняє погану поведінку загальної ланцюга.

Коротке замикання зазвичай - це шлях від живлення до його повернення, опір якого невеликий щодо ефективного послідовного опору живлення та проводів, що з'єднують його.

Якщо подача поводиться як опір послідовно з постійною напругою, то кількість енергії, відведеної від живлення, збільшуватиметься із зменшенням опору навантаження, але частка потужності живлення, яка досягає навантаження, збільшуватиметься як опір навантаження йде вгору. Ці ефекти будуть врівноважуватися, коли опір навантаження відповідає опору з боку подачі.

Якщо опір навантаження невеликий відносно опору з боку подачі, велика кількість енергії буде витягнута з живлення, але дуже мало його фактично призведе до навантаження. Загальна риса коротких замикань полягає в тому, що кількість потужності, яку корисно використовує малий ланцюг, як правило, буде значно нижчою за потужність, яку можна було б отримати, якщо опір навантаження був більшим.

Коротке замикання - це просто низький опір зв'язку між двома провідниками, що подають електричну енергію до будь-якого контуру. Це призводить до надмірного потоку струму в джерелі живлення через "короткий", і навіть може призвести до руйнування джерела живлення. Якщо в ланцюзі живлення є запобіжник, він зробить свою роботу і продув, відкривши ланцюг і зупинивши струм потоку. 

Коротке замикання може бути в ланцюзі постійного або змінного струму (постійного або змінного струму). Якщо це короткий заряд акумулятора, акумулятор буде розряджатися дуже швидко і нагріватиметься через велику витрату струму. 

Коротке замикання може спричинити дуже високі температури через велике розсіювання потужності в ланцюзі. Якщо заряджений високовольтний конденсатор коротко замикається тонким проводом, то в результаті величезний струм і розсіювання потужності призведе до того, що провід фактично вибухне. 

Якщо ви говорите про свій будинок, ви помітите, що ваші вимикачі мають значення, наприклад, 10 Ампер, 20 Ампер та 100 Ампер для основних вимикачів.

Все, що ви підключите, щоб сказати, що ланцюг 10 Amp повинен мати не більше 10 Ампер або, природно, він вимикає вимикач. Якщо ви подивитесь на пристрій, до якого ви підключаєтесь, він, ймовірно, підкаже, скільки струму він притягує, наприклад, радіо може витягнути 2,5 ампера. Радіоприймач - це навантаження, а електричні потенціали (120 вольт або іноді позначаються як 117 вольт або 110 вольт) в розетці подають струм через навантаження, тобто через резистор, який обмежує струм.

Забудьте на мить, що опір змінного струму потрібно обчислювати, враховуючи ємність, індуктивність І опір. Опір змінного струму називається імпедансом, але просто припустимо, що навантаження радіо все резистивне. Він притягує 2,5 Ампер, але тепер, якщо ви відключили це радіо і встромили один шматок дроту у розетку, таким чином, з'єднуючи гаряче та нейтральне разом, струм би розстрілювався до нескінченності (або, можливо, тисячі ампер), тому що там майже незмірно опір у цьому маленькому шматочку дроту. Вимикач вимикається завдяки цьому сильному струму.
Маленький шматочок дроту - це пряме коротке замикання, якого ви ніколи не хочете робити. І, припустимо, компонент всередині радіо втрачає свою резистивну якість і перетворюється на шматок дроту, і там ви маєте коротке замикання всередині радіо та вимикач 10 Amp. Однією унікальною властивістю лампочки є те, що ви можете вважати її «шматочком дроту» (ниткою), але він знаходиться в котушці (уважно придивіться до нитки, вона не пряма, а згорнута), що забезпечує індуктивність, яка обмежує струм, подібне до резистора, але також відрізняється від резистора, а також нитка знаходиться всередині вакууму, який не забезпечує кисню, тому нитка «горить», але триває довго.