Ce este un întrerupător și cum funcționează?
Problema
Este o noapte întunecată și furtunoasă. Trageți lumina din hol, conectați aparatul de cafea și porniți încălzitorul electric portabil. Începi să te simți confortabil, când auzi un clic slab, dar rău, și totul se înnegrește. Nu este un spărgător de pisici sau un poltergeist care joacă trucuri cu sistemul dvs. electric. Este un circuit supraîncărcat protejat de un întrerupător electric declanșat. Cam ciudat și misterios, nu? Nu, dacă știi câteva lucruri simple.
Family Handyman
Figura A: Un circuit de 15 AMP care funcționează corect
Acest circuit are fire și un întrerupător electric care poate transporta cu ușurință amperajul necesar de dispozitive
pe el.
Ce este un circuit?
Când electricitatea pătrunde în casa ta, aceasta se duce la o întrerupătoare (sau la o cutie de siguranțe în casele mai vechi), unde este împărțită în mai multe circuite. Fiecare circuit este protejat de un întrerupător sau siguranță. Dormitoarele, camerele de zi și camerele de familie în care se folosesc de obicei numai lumini, ceasuri cu alarmă și alte obiecte electrice mici sunt în mod normal pe circuite de 15 amperi. Bucătăriile, spălătoriile, băile și camerele de luat masa - locuri în care este mai probabil să folosiți prăjitoare de pâine, fiare de călcat, uscătoare de păr și alte articole cu putere mare - sunt de obicei deservite de circuite de 20 de amperi. Aparatele majore precum încălzitoarele de apă electrice de 5.000 de wați și gamele electrice de 10.000 de wați necesită atât de multă energie electrică încât își iau propriul circuit dedicat de 30 până la 50 de amperi (vezi
Smochin. D în „Informații suplimentare” de mai jos), protejat de dimensiunile mari ale întrerupătorului „dublu pol”.Ce este o supraîncărcare a circuitului?
Întrerupătorul automat, firul și chiar izolația firului sunt toate concepute pentru a funcționa ca un sistem - și sistemul respectiv are limite. Încercați să împingeți mai mult curent printr-un circuit decât este conceput și lucrurile încep să se întâmple (Smochin. B). Sârmele se încălzesc sub povara transportării excesului de curent. Când se întâmplă acest lucru, izolația din jurul firului se poate degrada sau chiar se poate topi. Când izolația se topește, curentul nu mai este limitat în fir. Atunci încep focurile. Din fericire, întrerupătorul detectează excesul de curent și „declanșează” pentru a opri fluxul de energie înainte de a se produce daune.
Noaptea luminile s-au stins la tine acasă, ai fost bine cu funcționarea doar a lămpilor și a aparatului de cafea. Adevărata problemă a început când ați conectat acel radiator de spațiu.
Family Handyman
Figura B: Un circuit supraîncărcat
Acest circuit are prea multe dispozitive care necesită energie și încearcă să transporte mai mult amperaj decât este conceput pentru acesta. Lucrurile încep să se încălzească. Din fericire, întrerupătorul detectează acest lucru, declanșează și „rupe” circuitul.
Cum se calculează amperi, volți și wați
Pentru a începe rezolvarea problemei, trebuie să cunoaștem o formulă simplă de „regulă generală”. Această formulă ne va ajuta să stabilim dacă toate elementele electrice dintr-un anumit circuit îl supraîncarcă. Această formulă ajută, de asemenea, la definirea unor termeni de zi cu zi și a modului în care aceștia se raportează între ei. La urma urmei, becurile și încălzitoarele de spațiu sunt etichetate în wați; scule și întrerupătoare de circuit în amperi; și sistemul nostru electric de uz casnic în volți: cum se potrivesc toate?
Formula simplă (Smochin. C) ne spune cum: Wați împărțiți la tensiune sunt egali cu amperi. Celelalte ecuații prezentate sunt doar alte moduri de a spune același lucru.
Voltaj poate fi descris cel mai simplu ca presiunea sub care se mișcă electricitatea - un lanț de electroni. Majoritatea curentului de uz casnic este împins la 120 volți, deși curentul la aparatele electrice mari este împins la o presiune mai mare de 240 volți.
Amperi (sau amperi) este o măsurare a numărului de electroni în care tensiunea împinge un punct dat
o secundă.
Watts este o unitate de măsură pentru puterea electrică. Indică câți electroni au fost împinși printr-un dispozitiv electric pentru a-l face să funcționeze. Pentru asta vă facturează compania electrică.
Family Handyman
Figura C: Formula de bază
Folosiți aceste ecuații simple pentru a converti diferite măsurători ale electricității pentru a ajuta la determinarea lucrurilor cum ar fi câte prize pe un întrerupător de 15 amperi poți avea sau câte lumini pe un circuit de 15 amperi poți avea avea.
Aflați despre sfaturi pentru cabluri electrice la domiciliu mai ușoare aici.
De ce călătoresc Breakers?
Circuitul și întrerupătorul pe care le-ați declanșat au o capacitate de 15 amperi sau 1.800 de wați (15 amperi x 120 volți = 1.800 wați). Luminile au atras 360 de wați sau un mic 3 amperi (360 de wați împărțiți la 120 de volți = 3 amperi) - în limita capacității sistemului dvs. de 15 amperi. Aparatul de cafea de 800 de wați (împărțit la 120 de volți) a atras 6,6 amperi, cu mult mai multă putere decât luminile, dar consumul lor combinat de 9,6 amp este încă în limitele circuitului de 15 amp.
Dar când ați conectat încălzitorul de 1.200 de wați, cei 10 amperi necesari, plus extragerea celorlalte două dispozitive, au tras 19,6 amperi printr-un sistem de 15 amperi (Smochin. B). Este ca un piton care înghite un porc; sistemul pur și simplu nu poate face față sarcinii. Întreruptorul a tolerat acest lucru o vreme. Dar când excesul de curent și căldura rezultată au început să deformeze cele două bucăți de metal din interiorul întrerupătorului, au început să „tragă de trăgaci”. Și atunci când piesele metalice s-au îndoit până la un anumit punct, declanșatorul a despărțit două puncte de contact, întrerupând fluxul de electricitate și oprind acel circuit. Dacă există un traseu imens, brusc, într-un circuit, un mic electromagnet din întrerupător poate distruge și punctele de contact. Dacă aveți siguranțe, excesul de căldură topește un fir în interiorul siguranței, care la rândul său oprește fluxul de energie electrică.
Dacă ar fi fost un întrerupător de 20 de amperi - unul cu un fir mai gros, numărul 12, care ar putea transporta 2.400 de wați -, întrerupătorul nu s-ar fi declanșat. Dar odată ce firul este în perete și întrerupătorul se află în cutia întrerupătorului, nu puteți face prea multe pentru a actualiza un circuit stabilit. Dar aveți alte opțiuni.
Circuite de 240 volți
Aparatele mai mari, cum ar fi încălzitoarele de apă electrice, uscătoarele și aragazele, necesită atât de multă energie, încât electricitatea le este adusă prin circuite de 240 volți. Acest lucru se datorează faptului că tensiunea din circuitele de 240 volți „împinge” de două ori mai mult. De exemplu, un fliscorn electric de 6.000 de wați pe un circuit de 120 de volți ar necesita un circuit de 50 de amperi (6.000 de wați împărțiți la 120 de volți = 50 de amperi). Acest lucru ar necesita fire mamut. Dar același flugelhorn de 6.000 de wați pe un circuit de 240 volți necesită doar un circuit de 25 de amperi (6.000 împărțit la 240 = 25) și un cablu și întrerupător de circuit mai mic.
Soluția unu - remedierea pe termen scurt
Soluția simplă este să conectați încălzitorul de spațiu la o priză a unui circuit care are o capacitate excesivă. Puteți determina încărcarea existentă pe un circuit destul de ușor: faceți clic pe întrerupător, apoi apăsați comutatoarele de lumină și prizele de testare pentru a vedea care dintre acestea nu mai funcționează. Apoi adăugați sarcina totală de watt a dispozitivelor de pe acel circuit. Acest lucru este adesea mai ușor de spus decât de făcut. Uneori, un circuit etichetat „dormitor” va alimenta prizele din spălătorie. Sau ieșirile superioare și inferioare ale unei prize duplex vor fi pe circuite diferite. După ce aveți un circuit trasat și încărcările electrice adăugate, veți putea spune dacă puteți conecta mai multe dispozitive în circuit fără a-l supraîncărca.
Pe măsură ce adăugați încărcăturile electrice, rețineți că un fir de 15 amperi poate transporta 15 amperi toată ziua. Cu toate acestea, întrerupătoarele și siguranțele de 15 amperi pot transporta doar 12 amperi - 80% din valoarea nominală - în mod continuu. Baza continuă este considerată a fi un circuit încărcat la capacitate timp de trei ore sau mai mult. Această regulă de 80% se aplică tuturor întrerupătoarelor și siguranțelor. Pentru informații mai detaliate despre calcularea sarcinilor, consultați Prevenirea supraîncărcărilor electrice.
Soluția a doua - Remediere pe termen lung
Cea mai bună soluție pe termen lung este instalarea unui nou circuit dedicat și a unei prize pentru încălzitor. Majoritatea electricienilor vor sugera un circuit dedicat pentru orice aparat care va atrage mai mult de jumătate din capacitatea unui circuit. Smochin. D în „Informații suplimentare” (mai jos) arată puterea aparatelor care au în mod obișnuit circuite dedicate. Ori de câte ori instalați un aparat electric mare - indiferent dacă este de 120 sau 240 volți - instalați-l pe propriul său circuit dedicat cu firul și întrerupătorul de dimensiuni corecte.
După cum puteți vedea din Smochin. E, un întrerupător de 20 de amperi cu fir mai gros, nr. 12, poate transporta mai mult curent decât un circuit de 15 amperi cu firul nr. 14. Când conectați sau reconectați o bucătărie, o spălătorie, o baie sau o sală de mese, Codul electric național vă va cere să instalați circuite de 20 amp, care pot transporta mai mult curent. Dacă utilizați o mulțime de unelte electrice, este logic să folosiți circuite de 20 amp pentru garaj, atelier și subsol.
Pentru informații despre cum să conectați un nou circuit, consultați Cum să conectați un circuit nou.
Family Handyman
Figura E: Dimensiunile firului
Sârmă mai mare cu calibru 12 poate transporta în siguranță mai mult amperaj decât firul mai mic cu calibru 14 - fără supraîncălzire.
Aflați mai multe despre 8 dintre cele mai frecvente încălcări ale codului electric aici.
Nu este permisă falsificarea
Proprietarii de case care pun un „bănuț în cutia de siguranțe” pentru a preveni arderea siguranțelor au creierul scurtcircuitat. Fără o siguranță care să perturbe fluxul de energie atunci când sunt împinse prea multe amperi printr-un circuit, firele se supraîncălzesc, izolația firelor se topește și izbucnesc incendii. Și nu puteți înlocui pur și simplu un întrerupător de 15 amperi cu un întrerupător de 20 de amperi; acesta este echivalentul modern al punerii unui bănuț în cutia de siguranțe. Nu uitați, întrerupătorul, firul și izolația firelor sunt toate proiectate și dimensionate pentru a funcționa împreună - în siguranță.
Informații suplimentare
- Figura D: Circuite dedicate comune
