Što je prekidač i kako funkcionira?

Problem

Mračna je i olujna noć. Uključite svjetlo hodnika, uključite aparat za kavu i uključite prijenosni električni grijač. Počinjete se osjećati ugodno, kad čujete slab, ali zlokoban klik - i sve postane crno. To nije provalnik mačaka ili poltergeist koji se zeza s vašim električnim sustavom. To je preopterećeni krug zaštićen okidnim prekidačem. Nekako sablasno i tajanstveno, a? Ne ako znate nekoliko jednostavnih stvari.

Obiteljski majstor

Slika A: Ispravno funkcionira 15-AMP krug

Ovaj krug ima žice i električni prekidač koji lako može nositi snagu koju zahtijevaju uređaji
na tome.

Što je krug?

Kad struja uđe u vaš dom, odlazi u kutiju prekidača (ili kutiju s osiguračima u starijim kućama), gdje je podijeljena u nekoliko krugova. Svaki krug zaštićen je prekidačem ili osiguračem. Spavaće sobe, dnevne sobe i obiteljske sobe u kojima se obično koriste samo svjetla, satovi i drugi mali električni predmeti obično se nalaze na krugovima od 15 ampera. Kuhinje, praonice rublja, kupaonice i blagovaonice-mjesta na kojima ćete vjerojatnije koristiti tostere, glačala, sušila za kosu i druge predmete velike snage-obično se opslužuju krugovima jačih opterećenja od 20 ampera. Veliki uređaji, poput električnih grijača vode od 5000 W i električnih raspona od 10 000 W, zahtijevaju toliko električne energije da uzimaju vlastiti namjenski krug od 30 do 50 ampera (vidi

Sl. D u "Dodatne informacije" u nastavku), zaštićen velikim, "dvopolnim" prekidačima.

Što je preopterećenje strujnog kruga?

Prekidač, žica, pa čak i izolacija žice dizajnirani su za rad kao sustav - a taj sustav ima ograničenja. Pokušajte progurati više struje kroz krug nego što je predviđeno i stvari se počnu događati (Sl. B). Žice se zagrijavaju pod teretom nošenja viška struje. Kada se to dogodi, izolacija oko žice može se degradirati ili čak rastopiti. Kad se izolacija otopi, struja više nije ograničena unutar žice. Tada počinju požari. Na sreću, prekidač osjeća višak struje i "isključuje" se kako bi zaustavio protok energije prije nego što dođe do oštećenja.

U noći kad su se svjetla u vašoj kući ugasila, bilo vam je dobro samo svjetla i aparat za kavu su radili. Prave nevolje počele su kad ste uključili taj prokleti grijač prostora.

Obiteljski majstor

Slika B: Preopterećeni krug

Ovaj krug ima previše energetski zahtjevnih uređaja i pokušava nositi više amperaže nego što je predviđeno. Stvari se počinju zahuktavati. Na sreću, prekidač to osjeća, spotiče se i "prekida" krug.

Kako izračunati pojačala, volte i vate

Da bismo počeli rješavati problem, moramo znati jednu jednostavnu formulu "općeg pravila". Ova formula će nam pomoći da utvrdimo preopterećuju li sve električne stvari u određenom krugu. Ova formula također pomaže definirati neke svakodnevne pojmove i njihov međusobni odnos. Uostalom, žarulje i grijači prostora označeni su u vatima; alati i prekidači u pojačalima; i naš kućanski električni sustav u voltima: Kako se svi slažu?

Jednostavna formula (Sl. C) govori nam kako: Watti podijeljeni s naponom jednaki su amperima. Ostale prikazane jednadžbe samo su drugi načini govorenja iste stvari.

napon najjednostavnije se može opisati kao tlak pod kojim se struja - lanac elektrona - kreće. Većina struje u kućanstvu potiskuje se na 120 volti, iako se struja velikih električnih aparata gura pri višem tlaku od 240 volti.

Pojačala (ili ampera) je mjerenje broja elektrona koje napon gura iznad određene točke
jednu sekundu.

Watts je mjerna jedinica za električnu snagu. Pokazuje koliko je elektrona progurano kroz električni uređaj kako bi on funkcionirao. To je ono za što vas plaća električna tvrtka.

Obiteljski majstor

Slika C: Osnovna formula

Pomoću ovih jednostavnih jednadžbi pretvorite različita mjerenja električne energije kako biste lakše utvrdili stvari na primjer koliko utičnica na prekidaču od 15 ampera možete imati ili koliko svjetla u krugu od 15 ampera možete imati imati.

Saznajte o savjetima za ovdje je lakše kućno električno ožičenje.

Zašto razbijači putuju?

Krug i prekidač koje ste aktivirali imaju kapacitet od 15 ampera ili 1800 vata (15 ampera x 120 volti = 1800 vati). Svjetla su trošila 360 vata, ili jača 3 ampera (360 vati podijeljeno sa 120 volti = 3 ampera)-što je u okviru kapaciteta vašeg sustava od 15 ampera. Aparat za kavu od 800 vati (podijeljen sa 120 volti) trošio je 6,6 ampera, znatno veću snagu od svjetla, ali njihovo kombinirano napajanje od 9,6 ampera i dalje je unutar granica kruga od 15 ampera.

Ali kad ste priključili grijač prostora od 1.200 W, potrebnih 10 ampera, plus napajanje druga dva uređaja, povuklo je 19,6 ampera kroz sustav od 15 ampera (Sl. B). To je poput pitona koji guta svinju; sustav jednostavno ne može podnijeti opterećenje. Prekidač je to neko vrijeme tolerirao. No, kad je višak struje i rezultirajuća toplina počela deformirati dva komada metala unutar prekidača, počeli su "povlačiti okidač". I kada metalni komadi savijeni do određene točke, okidač je razdvojio dvije dodirne točke, prekidajući protok električne energije i isključujući to sklop. Ako dođe do velikog, iznenadnog izvlačenja strujnog kruga, mali elektromagnet u prekidaču također može razdvojiti kontaktne točke. Ako imate osigurače, višak topline otopi žicu unutar osigurača, što zauzvrat zaustavlja protok električne energije.

Da je ovo bio prekidač od 20 ampera-onaj s debljom žicom br. 12 koji je mogao nositi 2400 vata-prekidač se ne bi spotaknuo. No nakon što je žica u zidu, a prekidač u kutiji prekidača, ne možete učiniti mnogo za nadogradnju uspostavljenog kruga. Ali imate druge izbore.

Krugovi od 240 volti

Veći aparati, poput električnih grijača vode, sušilica i peći, zahtijevaju toliko energije da im se električna energija dovodi putem krugova od 240 volti. To je zato što napon u krugovima od 240 volti "gura" dvostruko jače. Na primjer, za električni flugelhorn od 6.000 W na krugu od 120 volti potreban je krug od 50 ampera (6.000 vati podijeljeno sa 120 volti = 50 ampera). To bi zahtijevalo mamutske žice. No, isti taj flugelhorn od 6000 W na krugu od 240 volti zahtijeva samo krug od 25 ampera (6000 podijeljeno s 240 = 25) i manju žicu i prekidač.

Rješenje jedno - kratkoročni popravak

Jednostavno rješenje je uključiti grijač prostora u utičnicu u krugu koji ima višak kapaciteta. Postojeće opterećenje na strujnom krugu možete odrediti prilično jednostavno: Pritisnite prekidač, zatim pritisnite prekidače za svjetlo i provjerite utičnice da vidite koja više ne rade. Zatim zbrojite ukupno opterećenje uređaja u tom krugu u vatima. To je često lakše reći nego učiniti. Ponekad će sklop s oznakom "spavaća soba" napajati utičnice u praonici rublja. Ili će gornji i donji izlaz dupleksne utičnice biti na različitim strujnim krugovima. Nakon što mapirate krug i zbrojite električna opterećenja, moći ćete reći možete li u krug uključiti više uređaja bez preopterećenja.

Dok zbrajate električna opterećenja, imajte na umu da žica naznačena na 15 ampera može nositi 15 ampera cijeli dan. Međutim, prekidači i osigurači od 15 ampera mogu neprekidno nositi samo 12 ampera-80 posto njihove snage. Kontinuiranom osnovom smatra se krug opterećen do tri sata ili više. Ovo pravilo od 80 posto vrijedi za sve prekidače i osigurače. Za detaljnije informacije o izračunu opterećenja, pogledajte Sprječavanje električnih preopterećenja.

Drugo rješenje - dugoročni popravak

Najbolje dugoročno rješenje je ugradnja novog namjenskog kruga i utičnice za grijač. Većina električara predlaže namjenski krug za svaki uređaj koji će izvući više od polovice kapaciteta kruga. Sl. D u "Dodatnim informacijama" (dolje) prikazuje snagu uređaja koji obično imaju namjenske krugove. Svaki put kada instalirate veliki električni uređaj - bilo da je 120 ili 240 volti - instalirajte ga na vlastiti namjenski krug s žicom i prekidačem odgovarajuće veličine.

Kao što možete vidjeti iz Sl. E, prekidač od 20 ampera s debljom žicom br. 12 može nositi više struje od kruga od 15 ampera s žicom br. 14. Kad povezujete ili ožičujete kuhinju, vešeraj, kupaonicu ili blagovaonicu, Nacionalni električni kodeks zahtijevat će od vas da instalirate sklopove od 20 ampera koji mogu prenositi više struje. Ako koristite mnogo električnih alata, ima smisla koristiti krugove od 20 ampera i za svoju garažu, radionicu i podrum.

Za informacije o tome kako spojiti novo kolo, pogledajte Kako spojiti novi krug.

Obiteljski majstor

Slika E: Veličine žice

Veća žica od 12 kalibra može sigurno nositi veću snagu od manje žice od 14 kalibra-bez pregrijavanja.

Saznajte o 8 najčešćih kršenja električnih kodova ovdje.

Nije dopušteno miješanje

Vlasnici kuća koji su stavili "peni u kutiju s osiguračima" kako bi spriječili pucanje osigurača imaju kratki spoj mozga. Bez osigurača koji bi ometao protok energije kada se previše struje progura kroz krug, žice se pregrijavaju, izolacija žice se topi i izbiju požari. A prekidač od 15 ampera ne možete jednostavno zamijeniti prekidačem od 20 ampera; to je suvremeni ekvivalent stavljanja novčića u kutiju s osiguračima. Zapamtite, svi prekidači, izolacija žice i žice dizajnirani su i dimenzionirani tako da rade zajedno - sigurno.

dodatne informacije

• Slika D: Uobičajena namjenska kola