Wat is een stroomonderbreker en hoe werkt het?

Het probleem

Het is een donkere en stormachtige nacht. Je doet het licht in de hal aan, sluit het koffiezetapparaat aan en zet de draagbare elektrische kachel aan. Je begint je op je gemak te voelen, wanneer je een zwakke, maar onheilspellende klik hoort - en alles wordt zwart. Het is geen katteninbreker of een klopgeest die trucjes uithaalt met je elektrische systeem. Het is een overbelast circuit dat wordt beschermd door een geactiveerde elektrische stroomonderbreker. Een beetje spookachtig en mysterieus, hè? Niet als je een paar simpele dingen weet.

Familie klusjesman

Afbeelding A: een goed functionerend 15-AMP-circuit

Dit circuit heeft draden en een elektrische stroomonderbreker die gemakkelijk de stroomsterkte kan dragen die door de apparaten wordt vereist
ben ermee bezig.

Wat is een circuit?

Wanneer elektriciteit je huis binnenkomt, gaat het naar een stroomonderbrekerdoos (of zekeringkast in oudere huizen), waar het is verdeeld in een aantal circuits. Elk circuit is beveiligd door een stroomonderbreker of zekering. Slaapkamers, woonkamers en familiekamers waar meestal alleen lampen, wekkers en andere kleine elektrische apparaten worden gebruikt, bevinden zich normaal gesproken op circuits van 15 ampère. Keukens, wasruimtes, badkamers en eetkamers - plaatsen waar u eerder broodroosters, strijkijzers, haardrogers en andere apparaten met een groot watt gebruikt - worden meestal bediend door zwaardere circuits van 20 ampère. Grote apparaten zoals elektrische boilers van 5.000 watt en elektrische fornuizen van 10.000 watt vragen zoveel elektriciteit dat ze hun eigen circuit van 30 tot 50 ampère nodig hebben (zie

Afb. NS in "Aanvullende informatie" hieronder), beschermd door grote, "dubbelpolige" stroomonderbrekers.

Wat is een circuitoverbelasting?

De stroomonderbreker, de draad en zelfs de draadisolatie zijn allemaal ontworpen om als een systeem te werken - en dat systeem heeft grenzen. Probeer meer stroom door een circuit te sturen dan waarvoor het is ontworpen en er gebeuren dingen (Afb. B). Draden warmen op onder de last van het dragen van de overtollige stroom. Wanneer dit gebeurt, kan de isolatie rond de draad verslechteren of zelfs smelten. Wanneer de isolatie smelt, zit er geen stroom meer in de draad. Dat is wanneer branden beginnen. Gelukkig detecteert de stroomonderbreker de overtollige stroom en "trips" om de stroomtoevoer te stoppen voordat er schade optreedt.

In de nacht dat de lichten bij je huis uitgingen, was je in orde met alleen de lichten en het koffiezetapparaat. Het echte probleem begon toen je die verdomde kachel aanstak.

Familie klusjesman

Afbeelding B: een overbelast circuit

Dit circuit heeft te veel energieverslindende apparaten en probeert meer stroomsterkte te dragen dan waarvoor het is ontworpen. Dingen beginnen op te warmen. Gelukkig voelt de stroomonderbreker dit, struikelt en "breekt" het circuit.

Hoe versterkers, volt en watt te berekenen

Om te beginnen met het oplossen van het probleem, moeten we een eenvoudige "vuistregel" -formule kennen. Deze formule helpt ons te bepalen of alle elektrische dingen op een bepaald circuit het overbelasten. Deze formule helpt ook bij het definiëren van enkele alledaagse termen en hoe ze zich tot elkaar verhouden. Gloeilampen en kachels worden immers aangeduid in watt; gereedschappen en stroomonderbrekers in versterkers; en ons huishoudelijke elektrische systeem in volt: hoe passen ze allemaal in elkaar?

De eenvoudige formule (Afb. C) vertelt ons hoe: Watt gedeeld door spanning is gelijk aan ampère. De andere getoonde vergelijkingen zijn gewoon andere manieren om hetzelfde te zeggen.

Spanning kan het eenvoudigst worden omschreven als de druk waaronder elektriciteit - een keten van elektronen - beweegt. De meeste huishoudelijke stroom wordt op 120 volt geduwd, hoewel de stroom naar grote elektrische apparaten wordt geduwd op de hogere druk van 240 volt.

versterkers (of ampère) is een meting van het aantal elektronen dat de spanning voorbij een bepaald punt duwt in
een seconde.

Watt is een maateenheid voor elektrisch vermogen. Het geeft aan hoeveel elektronen er door een elektrisch apparaat zijn geduwd om het te laten werken. Het is wat het elektriciteitsbedrijf u in rekening brengt.

Familie klusjesman

Afbeelding C: De basisformule

Gebruik deze eenvoudige vergelijkingen om verschillende metingen van elektriciteit om te zetten om dingen te helpen bepalen zoals hoeveel stopcontacten op een stroomonderbreker van 15 ampère u kunt hebben of hoeveel lichten u op een circuit van 15 ampère kunt hebben hebben.

Meer informatie over tips voor eenvoudiger thuis elektrische bedrading hier.

Waarom struikelen Breakers?

Het circuit en de stroomonderbreker die u hebt geactiveerd, hebben een vermogen van 15 ampère, of 1.800 watt (15 ampère x 120 volt = 1.800 watt). De lichten trokken 360 watt, of een magere 3 ampère (360 watt gedeeld door 120 volt = 3 ampère) - ruim binnen de capaciteit van uw 15-amp-systeem. Het koffiezetapparaat van 800 watt (gedeeld door 120 volt) trok 6,6 ampère, aanzienlijk meer vermogen dan de lampen, maar hun gecombineerde 9,6 ampère stroomverbruik ligt nog steeds binnen de limieten van het circuit van 15 ampère.

Maar toen je de 1.200 watt-ruimteverwarming inplugde, haalden de 10 ampère die het nodig had, plus de trekkracht van de andere twee apparaten, 19,6 ampère door een 15-ampère systeem (Afb. B). Het is als een python die een varken doorslikt; het systeem kan de belasting gewoon niet aan. De stroomonderbreker tolereerde dit een tijdje. Maar toen de overtollige stroom en de resulterende warmte de twee stukken metaal in de stroomonderbreker begonnen te vervormen, begonnen ze "de trekker over te halen". En wanneer de metalen stukken bogen tot een bepaald punt, de trekker brak twee contactpunten uit elkaar, onderbrak de stroom van elektriciteit en stopte die stroomkring. Als er een enorme, plotselinge trekking op een circuit is, kan een kleine elektromagneet in de stroomonderbreker ook de contactpunten uit elkaar trekken. Als je zekeringen hebt, smelt de overtollige warmte een draad in de zekering, die op zijn beurt de stroom van elektriciteit stopt.

Als dit een stroomonderbreker van 20 ampère was geweest - een met dikkere nr. 12-draad die 2.400 watt zou kunnen dragen - zou de stroomonderbreker niet zijn geactiveerd. Maar zodra de draad in de muur zit en de stroomonderbreker zich in de stroomonderbreker bevindt, kunt u niet veel doen om een ​​gevestigd circuit te upgraden. Maar je hebt andere keuzes.

240 volt circuits

Grotere apparaten, zoals elektrische boilers, drogers en fornuizen, hebben zoveel stroom nodig dat ze via 240 volt-circuits elektriciteit krijgen. Dat komt omdat de spanning in 240 volt-circuits twee keer zo hard "duwt". Een elektrische bugel van 6.000 watt op een circuit van 120 volt vereist bijvoorbeeld een circuit van 50 ampère (6.000 watt gedeeld door 120 volt = 50 ampère). Dat zou mammoetdraden vereisen. Maar diezelfde bugel van 6.000 watt op een circuit van 240 volt vereist slechts een circuit van 25 ampère (6.000 gedeeld door 240 = 25) en een kleinere draad en stroomonderbreker.

Oplossing één: de kortetermijnoplossing

De eenvoudige oplossing is om de kachel aan te sluiten op een stopcontact op een circuit met overcapaciteit. U kunt de bestaande belasting op een circuit vrij eenvoudig bepalen: klik de stroomonderbreker af, zet vervolgens lichtschakelaars aan en test stopcontacten om te zien welke niet meer werken. Tel vervolgens de totale wattbelasting van apparaten op dat circuit bij elkaar op. Dit is vaak makkelijker gezegd dan gedaan. Soms zal een circuit met het label "slaapkamer" stopcontacten in de wasruimte gebruiken. Of de bovenste en onderste uitgangen van een duplex-recipiënt bevinden zich op verschillende circuits. Als je eenmaal een circuit in kaart hebt gebracht en de elektrische belastingen hebt opgeteld, kun je zien of je meer apparaten op het circuit kunt aansluiten zonder het te overbelasten.

Houd er bij het optellen van de elektrische belastingen rekening mee dat een draad van 15 ampère de hele dag 15 ampère kan dragen. Stroomonderbrekers en zekeringen van 15 ampère kunnen echter slechts 12 ampère dragen - 80 procent van hun vermogen - op continue basis. Een continue basis wordt beschouwd als een circuit dat gedurende drie uur of langer tot capaciteit is belast. Deze 80 procent-regel is van toepassing op alle stroomonderbrekers en zekeringen. Voor meer diepgaande informatie over het berekenen van belastingen, zie Elektrische overbelasting voorkomen.

Oplossing twee: de oplossing voor de lange termijn

De beste oplossing voor de lange termijn is om een ​​nieuw speciaal circuit en stopcontact voor de verwarming te installeren. De meeste elektriciens zullen een speciaal circuit voorstellen voor elk apparaat dat meer dan de helft van de capaciteit van een circuit zal trekken. Afb. NS in "Aanvullende informatie" (hieronder) toont het wattage van apparaten die gewoonlijk speciale circuits hebben. Telkens wanneer u een groot elektrisch apparaat installeert, of het nu 120 of 240 volt is, installeert u het op zijn eigen speciale circuit met de juiste maat draad en stroomonderbreker.

Zoals je kunt zien vanaf Afb. E, een stroomonderbreker van 20 ampère met dikkere draad van nr. 12 kan meer stroom voeren dan een circuit van 15 ampère met draad van nr. 14. Wanneer u een keuken, wasruimte, badkamer of eetkamer bedraden of opnieuw bedraden, vereist de National Electrical Code dat u circuits van 20 ampère installeert, die meer stroom kunnen voeren. Als u veel elektrisch gereedschap gebruikt, is het zinvol om ook voor uw garage, werkplaats en kelder 20 ampère circuits te gebruiken.

Voor informatie over het aansluiten van een nieuw circuit, zie Een nieuw circuit aansluiten.

Familie klusjesman

Afbeelding E: Draadmaten

De grotere 12-gauge draad kan veilig meer stroomsterkte dragen dan de kleinere 14-gauge draad - zonder oververhitting.

Meer informatie over de 8 meest voorkomende overtredingen van elektrische codes hier.

Knoeien is niet toegestaan

Huiseigenaren die een “centje in de zekeringkast” steken om te voorkomen dat zekeringen doorslaan, hebben kortsluiting in de hersenen. Zonder een zekering die de stroomtoevoer verstoort wanneer er te veel versterkers door een circuit worden geduwd, raken de draden oververhit, smelt de draadisolatie en breekt er brand uit. En u kunt een stroomonderbreker van 15 ampère niet zomaar vervangen door een stroomonderbreker van 20 ampère; dat is het moderne equivalent van een cent in de zekeringkast steken. Onthoud dat de stroomonderbreker, draad en draadisolatie allemaal zijn ontworpen en gedimensioneerd om veilig samen te werken.

Extra informatie

• Afbeelding D: Gemeenschappelijke speciale circuits