Apa itu Pemutus Arus dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Masalah

Ini malam yang gelap dan penuh badai. Anda menyalakan lampu aula, mencolokkan pembuat kopi dan menyalakan pemanas listrik portabel. Anda mulai merasa nyaman, ketika Anda mendengar bunyi klik yang samar, namun tidak menyenangkan—dan semuanya menjadi gelap. Ini bukan pencuri kucing atau poltergeist yang mempermainkan sistem kelistrikan Anda. Ini adalah sirkuit kelebihan beban yang dilindungi oleh pemutus sirkuit listrik yang tersandung. Agak seram dan misterius ya? Tidak jika Anda tahu beberapa hal sederhana.

Tukang Keluarga

Gambar A: Sirkuit 15-AMP yang Berfungsi dengan Baik

Sirkuit ini memiliki kabel dan pemutus sirkuit listrik yang dapat dengan mudah membawa arus listrik yang dibutuhkan oleh perangkat
di atasnya.

Apa itu sirkuit?

Ketika listrik memasuki rumah Anda, ia menuju ke kotak pemutus sirkuit (atau kotak sekering di rumah tua), di mana ia dibagi menjadi beberapa sirkuit. Setiap sirkuit dilindungi oleh pemutus atau sekering. Kamar tidur, ruang keluarga dan ruang keluarga di mana hanya lampu, jam alarm dan barang-barang listrik kecil lainnya yang biasanya digunakan biasanya di sirkuit 15-amp. Dapur, ruang cuci, kamar mandi, dan ruang makan—tempat di mana Anda lebih cenderung menggunakan pemanggang roti, setrika, pengering rambut, dan barang-barang besar lainnya—biasanya dilayani oleh sirkuit 20-amp yang lebih berat. Peralatan utama seperti pemanas air listrik 5.000 watt dan rentang listrik 10.000 watt membutuhkan begitu banyak listrik sehingga mereka menggunakan sirkuit khusus 30 hingga 50 amp (Lihat

Ara. D di “Informasi Tambahan” di bawah), dilindungi oleh pemutus sirkuit “kutub ganda” berukuran besar.

Apa itu kelebihan beban sirkuit?

Pemutus sirkuit, kawat, dan bahkan insulasi kawat semuanya dirancang untuk bekerja sebagai suatu sistem—dan sistem itu memiliki batasan. Cobalah untuk mendorong lebih banyak arus melalui sirkuit daripada yang dirancang untuknya dan hal-hal mulai terjadi (Ara. B). Kabel memanas di bawah beban membawa kelebihan arus. Ketika ini terjadi, isolasi di sekitar kawat dapat menurun atau bahkan meleleh. Saat isolasi meleleh, arus tidak lagi terbatas di dalam kawat. Saat itulah kebakaran dimulai. Untungnya, pemutus sirkuit merasakan kelebihan arus dan "trip" untuk menghentikan aliran daya sebelum terjadi kerusakan.

Pada malam lampu padam di rumah Anda, Anda baik-baik saja dengan hanya lampu dan pembuat kopi yang beroperasi. Masalah sebenarnya dimulai ketika Anda memasang pemanas ruang sialan itu.

Tukang Keluarga

Gambar B: Sirkuit Kelebihan Beban

Sirkuit ini memiliki terlalu banyak perangkat yang membutuhkan energi dan mencoba membawa lebih banyak arus listrik daripada yang dirancang untuknya. Hal-hal mulai memanas. Untungnya pemutus sirkuit merasakan hal ini, tersandung dan "mematahkan" sirkuit.

Cara Menghitung Ampere, Volt dan Watt

Untuk mulai memecahkan masalah, kita perlu mengetahui satu rumus “aturan praktis” sederhana. Rumus ini akan membantu kita menentukan apakah semua barang listrik di sirkuit tertentu kelebihan beban. Rumus ini juga membantu mendefinisikan beberapa istilah sehari-hari dan bagaimana mereka berhubungan satu sama lain. Bagaimanapun, bola lampu dan pemanas ruangan diberi label dalam watt; alat dan pemutus sirkuit di amp; dan sistem kelistrikan rumah tangga kita dalam volt: Bagaimana semuanya cocok satu sama lain?

rumus sederhana (Ara. C) memberitahu kita bagaimana: Watt dibagi dengan tegangan sama dengan amp. Persamaan lain yang ditampilkan hanyalah cara lain untuk mengatakan hal yang sama.

Voltase paling sederhana dapat digambarkan sebagai tekanan di mana listrik — rantai elektron — bergerak. Sebagian besar arus rumah tangga didorong pada 120 volt, meskipun arus ke peralatan listrik besar didorong pada tekanan yang lebih tinggi dari 240 volt.

Ampere (atau ampere) adalah pengukuran jumlah elektron yang didorong tegangan melewati titik tertentu dalam
satu detik.

watt adalah satuan ukuran daya listrik. Ini menunjukkan berapa banyak elektron yang didorong melalui gadget listrik untuk membuatnya bekerja. Untuk itulah perusahaan listrik menagih Anda.

Tukang Keluarga

Gambar C: Rumus Dasar

Gunakan persamaan sederhana ini untuk mengubah pengukuran listrik yang berbeda untuk membantu menentukan sesuatu seperti berapa banyak outlet pada pemutus 15 amp yang dapat Anda miliki atau berapa banyak lampu pada sirkuit 15 amp yang Anda dapat memiliki.

Pelajari tentang kiat untuk kabel listrik rumah lebih mudah di sini.

Mengapa Breaker Melakukan Trip?

Sirkuit dan pemutus sirkuit yang Anda tersandung memiliki kapasitas 15 amp, atau 1.800 watt (15 amp x 120 volt = 1.800 watt). Lampu menarik 360 watt, atau sangat sedikit 3 amp (360 watt dibagi 120 volt = 3 amp)—baik dalam kapasitas sistem 15-amp Anda. Pembuat kopi 800-watt (dibagi dengan 120 volt) menarik 6,6 amp, daya yang jauh lebih besar daripada lampu, tetapi kombinasi 9,6-amp mereka masih dalam batas sirkuit 15-amp.

Tetapi ketika Anda mencolokkan pemanas ruang 1.200 watt, 10 amp yang dibutuhkan, ditambah penarikan dari dua perangkat lainnya, menarik 19,6 amp melalui sistem 15-amp (Ara. B). Ini seperti ular piton yang menelan babi; sistem tidak dapat menangani beban. Pemutus sirkuit menoleransi ini untuk sementara waktu. Tetapi ketika kelebihan arus dan panas yang dihasilkan mulai merusak dua potongan logam di dalam pemutus, mereka mulai "menarik pelatuknya." Dan kapan potongan logam ditekuk ke titik tertentu, pelatuknya mematahkan dua titik kontak, mengganggu aliran listrik dan mematikannya. sirkuit. Jika ada penarikan besar yang tiba-tiba pada sirkuit, sedikit elektromagnet di pemutus sirkuit dapat menarik titik kontak juga. Jika Anda memiliki sekering, kelebihan panas melelehkan kawat di dalam sekering, yang pada gilirannya menghentikan aliran listrik.

Jika ini adalah pemutus 20-amp — satu dengan kabel No. 12 yang lebih tebal yang dapat membawa 2.400 watt — pemutus tidak akan tersandung. Tetapi begitu kabel berada di dinding dan pemutus ada di dalam kotak pemutus, tidak banyak yang dapat Anda lakukan untuk meningkatkan sirkuit yang sudah ada. Tapi Anda punya pilihan lain.

Sirkuit 240-Volt

Peralatan yang lebih besar, seperti pemanas air listrik, pengering, dan kompor, membutuhkan begitu banyak daya sehingga listrik dialirkan melalui sirkuit 240 volt. Itu karena tegangan di sirkuit 240 volt "mendorong" dua kali lebih keras. Misalnya, flugelhorn listrik 6.000 watt pada sirkuit 120 volt akan membutuhkan sirkuit 50 amp (6.000 watt dibagi 120 volt = 50 amp). Itu akan membutuhkan kabel raksasa. Tapi flugelhorn 6.000 watt yang sama pada sirkuit 240 volt hanya membutuhkan sirkuit 25 amp (6.000 dibagi 240 = 25) dan kabel yang lebih kecil dan pemutus sirkuit.

Solusi Satu — Perbaikan Jangka Pendek

Solusi sederhananya adalah dengan mencolokkan pemanas ruangan ke stopkontak di sirkuit yang memiliki kapasitas berlebih. Anda dapat menentukan beban yang ada pada sirkuit dengan cukup mudah: Klik pemutus sirkuit, lalu jentik sakelar lampu dan stopkontak uji untuk melihat mana yang tidak lagi berfungsi. Kemudian tambahkan total beban watt perangkat di sirkuit itu. Ini sering lebih mudah diucapkan daripada dilakukan. Terkadang sirkuit berlabel "kamar tidur" akan menjadi stopkontak di ruang cuci. Atau outlet atas dan bawah dari wadah dupleks akan berada di sirkuit yang berbeda. Setelah Anda memiliki sirkuit yang dipetakan dan beban listrik ditambahkan, Anda akan dapat mengetahui apakah Anda dapat menyambungkan lebih banyak perangkat ke sirkuit tanpa membebaninya.

Saat Anda menjumlahkan beban listrik, ingatlah bahwa kawat yang diberi nilai 15 amp dapat membawa 15 amp sepanjang hari. Namun, pemutus dan sekering 15-amp hanya dapat membawa 12 amp — 80 persen dari peringkatnya — secara terus menerus. Basis kontinu dianggap sebagai rangkaian yang dibebani dengan kapasitas selama tiga jam atau lebih. Aturan 80 persen ini berlaku untuk semua pemutus dan sekering. Untuk informasi lebih mendalam tentang menghitung beban, lihat Mencegah Kelebihan Beban Listrik.

Solusi Dua — Perbaikan Jangka Panjang

Solusi jangka panjang terbaik adalah memasang sirkuit dan outlet khusus baru untuk pemanas. Kebanyakan ahli listrik akan menyarankan sirkuit khusus untuk alat apa pun yang akan menarik lebih dari setengah kapasitas sirkuit. Ara. D dalam "Informasi Tambahan" (di bawah) menunjukkan watt peralatan yang umumnya memiliki sirkuit khusus. Kapan pun Anda memasang alat listrik besar—baik itu 120 atau 240 volt—pasanglah di sirkuit khusus sendiri dengan kabel ukuran dan pemutus sirkuit yang benar.

Seperti yang Anda lihat dari Ara. E, pemutus 20-amp dengan kawat No. 12 yang lebih tebal dapat membawa lebih banyak arus daripada sirkuit 15-amp dengan kawat No. 14. Saat Anda memasang kabel atau memasang kembali dapur, ruang cuci, kamar mandi atau ruang makan, Kode Listrik Nasional akan mengharuskan Anda memasang sirkuit 20-amp, yang dapat membawa lebih banyak arus. Jika Anda menggunakan banyak perkakas listrik, masuk akal untuk menggunakan sirkuit 20-amp untuk garasi, bengkel, dan ruang bawah tanah Anda juga.

Untuk informasi tentang cara menyambungkan sirkuit baru, lihat Bagaimana Menghubungkan Sirkuit Baru.

Tukang Keluarga

Gambar E: Ukuran Kawat

Kawat 12-gauge yang lebih besar dapat dengan aman membawa lebih banyak arus listrik daripada kawat 14-gauge yang lebih kecil—tanpa terlalu panas.

Pelajari tentang 8 pelanggaran kode kelistrikan paling umum di sini.

Tidak ada gangguan yang diizinkan

Pemilik rumah yang menaruh "uang receh di kotak sekering" untuk mencegah sekering putus memiliki otak yang mengalami korsleting. Tanpa sekering untuk mengganggu aliran daya ketika terlalu banyak amp didorong melalui sirkuit, kabel terlalu panas, isolasi kawat meleleh dan kebakaran terjadi. Dan Anda tidak bisa begitu saja mengganti pemutus 15-amp dengan pemutus 20-amp; itu padanan zaman modern dengan memasukkan satu sen ke dalam kotak sekering. Ingat, pemutus sirkuit, kawat, dan isolasi kawat semuanya dirancang dan berukuran untuk bekerja bersama—dengan aman.

informasi tambahan

• Gambar D: Sirkuit Khusus Umum