Hva er en effektbryter og hvordan fungerer det?

Problemet

Det er en mørk og stormfull natt. Du slår på halllyset, kobler til kaffetrakteren og slår opp den bærbare elektriske varmeapparatet. Du begynner å føle deg komfortabel når du hører et svakt, men illevarslende klikk - og alt blir svart. Det er ikke en kattinnbruddstyv eller en poltergeist som leker med det elektriske systemet ditt. Det er en overbelastet krets som er beskyttet av en utløst elektrisk effektbryter. Litt skummelt og mystisk, ikke sant? Ikke hvis du vet noen enkle ting.

Familie Handyman

Figur A: En 15-AMP krets som fungerer som den skal

Denne kretsen har ledninger og en elektrisk effektbryter som enkelt kan bære strømstyrken som kreves av enhetene
på den.

Hva er en krets?

Når strøm kommer inn i hjemmet ditt, går det til en effektbryterboks (eller sikringsskap i eldre hjem), hvor den er delt inn i en rekke kretser. Hver krets er beskyttet av en bryter eller sikring. Soverom, stuer og familierom hvor det vanligvis bare brukes lys, vekkerklokker og andre små elektriske gjenstander, er vanligvis på 15-amp kretser. Kjøkken, vaskerom, bad og spisestuer-steder der du mer sannsynlig vil bruke brødristere, strykejern, hårføner og andre store wattartikler-blir vanligvis betjent av 20-ampere som er tyngre. Store apparater som 5000 watts elektriske vannvarmere og 10 000 watts elektriske områder krever så mye strøm at de tar sin egen 30- til 50 ampere dedikerte krets (se

Fig. D i "Tilleggsinformasjon" nedenfor), beskyttet av store "dobbeltpolede" effektbrytere.

Hva er en kretsoverbelastning?

Bryteren, ledningen og til og med ledningsisolasjonen er alle designet for å fungere som et system - og det systemet har grenser. Prøv å skyve mer strøm gjennom en krets enn den er designet for, og ting begynner å skje (Fig. B). Ledninger varmes opp under belastningen av å bære overflødig strøm. Når dette skjer, kan isolasjonen rundt ledningen brytes ned eller til og med smelte. Når isolasjon smelter, er strømmen ikke lenger begrenset i ledningen. Det er da branner starter. Heldigvis registrerer effektbryteren overflødig strøm og "tripper" for å stoppe strømmen før det oppstår skade.

Den kvelden lysene sloknet hjemme hos deg, hadde du det bra med bare lysene og kaffetrakteren. De virkelige problemene begynte da du koblet til den varme romvarmeren.

Familie Handyman

Figur B: En overbelastet krets

Denne kretsen har for mange energikrevende enheter på seg og prøver å bære mer strøm enn den er designet for. Ting begynner å varme opp. Heldigvis føler bryteren dette, snubler og "bryter" kretsen.

Hvordan beregne ampere, volt og watt

For å begynne å løse problemet må vi kjenne en enkel "tommelfingerregel" -formel. Denne formelen vil hjelpe oss med å avgjøre om alle de elektriske tingene på en bestemt krets overbelaster det. Denne formelen hjelper også med å definere noen dagligdagse termer og hvordan de forholder seg til hverandre. Tross alt er lyspærer og romvarmere merket i watt; verktøy og effektbrytere i ampere; og vårt elektriske husholdningssystem i volt: Hvordan passer de alle sammen?

Den enkle formelen (Fig. C) forteller oss hvordan: Watt dividert med spenning er lik ampere. De andre ligningene som vises er bare andre måter å si det samme.

Spenning kan ganske enkelt beskrives som trykket som strøm - en kjede av elektroner - beveger seg under. De fleste husholdningsstrømmen presses til 120 volt, selv om strømmen til store elektriske apparater presses ved et høyere trykk på 240 volt.

Ampere (eller ampere) er en måling av antall elektroner spenningen skyver forbi et gitt punkt i
ett sekund.

Watt er en måleenhet for elektrisk kraft. Det indikerer hvor mange elektroner som ble presset gjennom en elektrisk gadget for å få det til å fungere. Det er det elektriske selskapet som regner deg for.

Familie Handyman

Figur C: Grunnformelen

Bruk disse enkle ligningene for å konvertere forskjellige målinger av elektrisitet for å bestemme ting som hvor mange uttak på en 15 amp bryter du kan ha eller hvor mange lys på en 15 amp krets du kan ha.

Lær om tips for enklere hjem elektriske ledninger her.

Hvorfor reiser breakers?

Krets- og effektbryteren du utløste har en kapasitet på 15 ampere, eller 1800 watt (15 ampere x 120 volt = 1800 watt). Lysene drog 360 watt, eller snaue 3 ampere (360 watt delt på 120 volt = 3 ampere)-godt innenfor kapasiteten til ditt 15-amp-system. 800 watt kaffetrakter (delt på 120 volt) trakk 6,6 ampere, vesentlig mer effekt enn lysene, men deres samlede 9,6-amp trekk er fortsatt innenfor grensene for 15-amp kretsen.

Men da du koblet til 1.200 watts romvarmer, trakk de 10 ampere den trengte, pluss trekning av de to andre enhetene, 19,6 ampere gjennom et 15-amp system (Fig. B). Det er som en pyton som svelger en gris; systemet kan bare ikke håndtere belastningen. Bryteren tolererte dette en stund. Men da overflødig strøm og resulterende varme begynte å deformere de to metallbitene inne i bryteren, begynte de å "trekke i avtrekkeren." Og når metallbitene bøyde seg til et bestemt punkt, avtrekkeren tok to kontaktpunkter fra hverandre, avbrøt strømmen av strøm og stengte den krets. Hvis det er en stor, plutselig trekning på en krets, kan en liten elektromagnet i effektbryteren trekke kontaktpunktene fra hverandre også. Hvis du har sikringer, smelter overflødig varme en ledning inne i sikringen, som igjen stopper strømmen av elektrisitet.

Hvis dette hadde vært en 20-amp-bryter-en med tykkere, nr. 12-ledning som kunne bære 2400 watt-ville bryteren ikke ha snublet. Men når ledningen er i veggen og bryteren er i bryterboksen, er det ikke mye du kan gjøre for å oppgradere en etablert krets. Men du har andre valg.

240 volt kretser

Større apparater, som elektriske vannvarmere, tørketromler og ovner, krever så mye strøm at strøm kommer til dem via 240 volt kretser. Det er fordi spenningen i 240-volts kretser "presser" dobbelt så hardt. For eksempel vil en 6000 watt elektrisk flugelhorn på en 120 volt krets kreve en 50 amp krets (6000 watt delt på 120 volt = 50 ampere). Det ville kreve enorme ledninger. Men den samme 6000-watts flygelhorn på en 240-volts krets krever bare en 25-amp krets (6000 delt på 240 = 25) og en mindre ledning og effektbryter.

Løsning én - Kortsiktig løsning

Den enkle løsningen er å koble romvarmeren til et uttak på en krets som har overkapasitet. Du kan bestemme den eksisterende belastningen på en krets ganske enkelt: Klikk av effektbryteren, klikk deretter på lysbrytere og testuttak for å se hvilke som ikke lenger fungerer. Legg deretter til den totale wattbelastningen for enheter på den kretsen. Dette er ofte lettere sagt enn gjort. Noen ganger vil en krets merket "soverom" stikkontakter i vaskerommet. Eller de øvre og nedre uttakene til en tosidig beholder vil være på forskjellige kretser. Når du har kartlagt en krets og de elektriske belastningene er lagt sammen, kan du fortelle om du kan koble flere enheter til kretsen uten å overbelaste den.

Når du summerer de elektriske belastningene, må du huske på at en ledning med en effekt på 15 ampere kan bære 15 ampere hele dagen. Imidlertid kan 15 ampere og sikringer bare bære 12 ampere-80 prosent av vurderingen-kontinuerlig. Kontinuerlig basis anses å være en krets lastet til kapasitet i tre timer eller mer. Denne 80 prosent -regelen gjelder for alle brytere og sikringer. For mer grundig informasjon om beregning av laster, se Forhindre elektrisk overbelastning.

Løsning to - Langsiktig løsning

Den beste langsiktige løsningen er å installere en ny dedikert krets og stikkontakt for varmeren. De fleste elektrikere vil foreslå en dedikert krets for ethvert apparat som vil trekke mer enn halve kapasiteten til en krets. Fig. D i "Tilleggsinformasjon" (nedenfor) viser effekten til apparater som vanligvis har dedikerte kretser. Hver gang du installerer et stort elektrisk apparat - enten det er 120 eller 240 volt - installerer du det på en egen krets med riktig størrelse ledning og effektbryter.

Som du kan se fra Fig. E, en 20-amp bryter med tykkere, nr. 12 ledning kan bære mer strøm enn en 15-amp krets med nr. 14 ledning. Når du kobler til eller kobler til et kjøkken, vaskerom, bad eller spisestue, vil National Electrical Code kreve at du installerer 20-amp kretser, som kan bære mer strøm. Hvis du bruker mange elektroverktøy, er det fornuftig å bruke 20 amp kretser i garasjen, verkstedet og kjelleren din også.

For informasjon om hvordan du kobler en ny krets, se Slik kobler du til en ny krets.

Familie Handyman

Figur E: Trådstørrelser

Den større 12-gauge ledningen kan trygt bære mer strøm enn den mindre 14-gauge-ledningen-uten overoppheting.

Lær om 8 vanligste brudd på elektriske koder her.

Ingen manipulering tillatt

Huseiere som putter en "krone i sikringsskapet" for å forhindre at sikringer blåser, har kortslutte hjerner. Uten en sikring for å forstyrre strømmen når for mange ampere skyves gjennom en krets, ledninger overopphetes, ledningsisolering smelter og branner bryter ut. Og du kan ikke bare erstatte en 15-amp-bryter med en 20-amp-bryter; det er dagens ekvivalent med å sette en krone i sikringsskapet. Husk at strømbryteren, ledningen og ledningsisolasjonen er designet og dimensjonert for å fungere sammen - trygt.

Tilleggsinformasjon

• Figur D: Vanlige dedikerte kretser