Що таке струм короткого замикання?

Хімічні джерела струму (батарейки та акумулятори) настільки міцно увійшли в наше життя, ставши чимось звичним і природним, що багато їх власники навіть не читають, що написано на їх корпусах і упаковках. А даремно, адже там є дуже цікаве попередження - «Не замикати». Хто хоч трохи знайомий з основами електротехніки, добре знає, що таке струм короткого замикання і чому не можна замикати контакти.

У будь-якого джерела струму завжди є два полюси: позитивний і негативний (+ і -) для постійного струму, а також фаза і земля (нуль, маса, іноді інша фаза) для змінного. Рух заряджених частинок можливо тільки в тому випадку, якщо ці полюси з`єднані провідним матеріалом. Якщо в розрив провідника підключити електроприлад, то струмом, що проходить по ланцюгах приладу, буде здійснена певна робота. Головна особливість - ланцюги зазначеного електроприладу не дозволяють електронам проходити по них безперешкодно, тому завжди можна вважати, що має місце опір (навантаження), що обмежує максимальний потік часток (струм короткого замикання).

Для спрощення розуміння наведемо приклад з водою, поточної по каналу (провідника). Початок потоку - це один полюс, а його кінець - другий полюс. Посеред каналу розташовані лопаті водяного млина (Навантаження), що обертаються рухом води (струмом). Очевидно, що швидкість потоку завжди обмежується опором лопатей. Але що станеться, якщо млин зникне? Вода, не відчуває опору, спрямується по каналу з граничною швидкістю, яку зможе забезпечити джерело (коротке замикання). При цьому дуже висока ймовірність пошкодження бурхливим потоком як джерела, так і каналу. В електриці інтенсивність потоку - це сила струму короткого замикання.

Те ж саме відбувається в електриці. Якщо з якої-небудь причини опір ланцюга починає прагнути до нуля, то виникає струм короткого замикання. Провідник при цьому нагрівається, а джерело струму пошкоджується. Даний режим роботи електроустановки є аварійним і вимагає негайного усунення. Зазвичай в ланцюзі встановлено автоматичний вимикач, що розриває контур, якщо їм фіксується струм короткого замикання. За аналогією з водою: канал перекривається і потік зникає. При відключеному джерелі енергії визначити факт короткого замикання на довільному ділянці електричного кола можна досить просто. Для цього спеціальним приладом (мультиметром) заміряють значення опору між точками програми щупів. Непрямий спосіб заснований на використанні індикатора або прозвонки: якщо відомо, що на перевіряється ділянці прямого зіткнення полюсів бути не повинно, то виконують перевірку цієї умови. У силових апаратах це більш раціонально, ніж завмер точного опору мультиметром.

До речі, саме тому замикати полюси батарейок можна. Хоча їх потужності недостатньо, щоб суттєво пошкодити провідник, але знаходяться всередині хімічні складові при короткому замиканні швидко деградують, знижуючи загальний ресурс роботи джерела.

При вивченні електробезпеки часто використовується поняття «ударний струм короткого замикання». Воно визначає найбільше значення струму, що з`являється в результаті виникнення короткого замикання. У ланцюгах змінного струму його максимальне значення буде досягнуто через напівперіод (0,01 с для частоти 50 Гц).

Варто відзначити, що існують спеціальні електричні пристрої, для яких режим короткого замикання є не аварійним, а нормальним. Яскравий приклад - зварювальні апарати, в яких видима дуга якраз і являє собою струм короткого замикання.