Короткое замыкание
Короткое замыкание — это соединение участков электрической цепи с очень малым сопротивлением, из-за которого ток резко возрастает. Такой режим может привести к перегреву проводов, повреждению приборов и пожару.
Почему ток увеличивается
По закону Ома для участка цепи сила тока определяется напряжением и сопротивлением. При коротком замыкании сопротивление участка становится очень малым, поэтому при том же напряжении сила тока резко возрастает. При анализе источника учитывают также его внутреннее сопротивление — это рассматривают в статье законе Ома для полной цепи.
В реальной цепи ток не становится бесконечным: его ограничивают сопротивление проводов и внутреннее сопротивление источника. Однако он может быть во много раз больше рабочего тока. Большой ток вызывает нагрев проводов по закону Джоуля — Ленца: выделяемая энергия быстро увеличивается с ростом силы тока.
Если напряжение \(U=12\,\text{В}\), а сопротивление нагрузки \(R=6\,\Omega\), то рабочий ток равен \(I=2\,\text{А}\). При почти нулевом сопротивлении короткого замыкания ток ограничивается в основном проводами и источником и становится значительно больше.
Причины и защита
Короткое замыкание возникает при повреждении изоляции, соприкосновении оголённых проводов, неправильном подключении прибора или попадании воды на токоведущие части. Для защиты цепи используют предохранитель или автоматический выключатель: при слишком большом токе они размыкают цепь. Нельзя устранять короткое замыкание металлической перемычкой или заменять предохранитель проводом.
Что происходит с силой тока при уменьшении сопротивления цепи при неизменном напряжении?
Короткое замыкание — это аварийный режим с очень малым сопротивлением и большим током. Обычное замыкание цепи означает лишь соединение цепи и включение тока; оно не обязательно опасно.
Главное
- Короткое замыкание — соединение участков цепи проводником с очень малым сопротивлением.
- При неизменном напряжении уменьшение сопротивления вызывает резкое увеличение тока: \(I=\frac{U}{R}\).
- Предохранители и автоматические выключатели размыкают цепь при опасном токе.