Что такое автоматический выключатель и как он работает?

Эта проблема

Ночь темная и бурная. Вы включаете свет в холле, включаете кофеварку и включаете переносной электрический обогреватель. Вы начинаете чувствовать себя комфортно, когда слышите слабый, но зловещий щелчок - и все становится черным. Это не кот-грабитель или полтергейст, который шутит с вашей электрической системой. Это перегруженная цепь, защищенная сработавшим автоматическим выключателем. Какое-то жуткое и загадочное, а? Нет, если вы знаете несколько простых вещей.

Семейный Разнорабочий

Рисунок A: Правильно работающая схема 15 А

Эта схема имеет провода и автоматический выключатель, который может легко выдерживать ток, необходимый для устройств.
в теме.

Что за схема?

Когда электричество поступает в ваш дом, оно попадает в блок автоматического выключателя (или блок предохранителей в старых домах), где оно разделяется на несколько цепей. Каждая цепь защищена автоматом или предохранителем. Спальни, гостиные и семейные комнаты, где обычно используются только лампы, будильники и другие мелкие электрические приборы, обычно подключены к 15-амперным цепям. Кухни, прачечные, ванные и столовые - места, где вы с большей вероятностью будете использовать тостеры, утюги, фены и другие мощные предметы - обычно обслуживаются более мощными цепями на 20 ампер. Основные приборы, такие как электрические водонагреватели на 5000 ватт и электрические плиты на 10 000 ватт, потребляют столько электроэнергии, что используют собственную выделенную цепь на 30–50 ампер (см.

Инжир. D в разделе «Дополнительная информация» ниже), защищены большими «двухполюсными» автоматическими выключателями.

Что такое перегрузка цепи?

Автоматический выключатель, провод и даже изоляция проводов предназначены для работы как единая система - и эта система имеет ограничения. Попробуйте пропустить через цепь больше тока, чем предусмотрено, и все начнется (Инжир. B). Провода нагреваются под действием избыточного тока. Когда это происходит, изоляция вокруг провода может разрушиться или даже расплавиться. Когда изоляция плавится, ток больше не ограничивается проводом. Вот тогда и начинаются пожары. К счастью, автоматический выключатель обнаруживает избыточный ток и «отключается», чтобы остановить поток энергии до того, как произойдет повреждение.

Ночью в вашем доме погас свет, у вас все было в порядке, только свет и кофеварка работали. Настоящая проблема началась, когда вы включили этот проклятый обогреватель.

Семейный Разнорабочий

Рисунок B: Перегруженная цепь

В этой цепи слишком много энергоемких устройств, и она пытается выдерживать больше силы тока, чем рассчитана. Вещи начинают нагреваться. К счастью, автоматический выключатель это распознает, отключает и «разрывает» цепь.

Как рассчитать амперы, вольт и ватты

Чтобы приступить к решению проблемы, нам нужно знать одну простую формулу «практического опыта». Эта формула поможет нам определить, перегружает ли ее вся электрическая часть конкретной цепи. Эта формула также помогает определить некоторые повседневные термины и то, как они соотносятся друг с другом. Ведь лампочки и обогреватели маркируются в ваттах; инструменты и автоматические выключатели в усилителях; и наша бытовая электрическая система в вольтах: как все они сочетаются друг с другом?

Простая формула (Инжир. C) говорит нам, как: ватты, разделенные на напряжение, равны амперам. Остальные показанные уравнения - это просто другие способы сказать то же самое.

Напряжение проще всего описать как давление, под которым движется электричество - цепочка электронов. Большая часть бытового тока подается на 120 вольт, хотя ток в большие электроприборы подается при более высоком давлении 240 вольт.

Амперы (или амперы) - это мера количества электронов, которые напряжение проталкивает через заданную точку в
одна секунда.

Вт это единица измерения электрической мощности. Он показывает, сколько электронов было пропущено через электрический гаджет, чтобы заставить его работать. Это то, за что вам выставляет счет электрическая компания.

Семейный Разнорабочий

Рисунок C: Основная формула

Используйте эти простые уравнения, чтобы преобразовать различные измерения электричества, чтобы помочь определить вещи. например, сколько розеток на 15-амперном выключателе у вас может быть или сколько лампочек на 15-амперной цепи вы можете имеют.

Узнайте о советах для проще домашняя электропроводка здесь.

Почему срабатывают выключатели?

Сработавший автоматический выключатель и автоматический выключатель имеют мощность 15 ампер или 1800 ватт (15 ампер x 120 вольт = 1800 ватт). Свет потреблял 360 ватт или жалкие 3 ампера (360 ватт, разделенные на 120 вольт = 3 ампера) - вполне в пределах мощности вашей 15-амперной системы. Кофеварка на 800 ватт (разделенная на 120 вольт) потребляет 6,6 ампер, что значительно больше, чем мощность ламп, но их совокупная потребляемая мощность в 9,6 ампер все еще находится в пределах 15-амперной схемы.

Но когда вы подключили обогреватель на 1200 ватт, необходимые 10 ампер, плюс потребляемая мощность двух других устройств, потянули 19,6 ампер через систему на 15 ампер (Инжир. B). Это как питон, глотающий свинью; система просто не выдерживает нагрузки. Некоторое время автоматический выключатель терпел это. Но когда избыточный ток и возникающее в результате тепло начали деформировать два куска металла внутри прерывателя, они начали «нажимать на спусковой крючок». И когда металлические части согнулись до определенной точки, спусковой крючок разорвал две точки контакта, прервав поток электричества и отключив этот схема. Если в цепи происходит резкое внезапное потепление, небольшой электромагнит в автоматическом выключателе может также разъединить точки контакта. Если у вас есть предохранители, избыточное тепло расплавляет провод внутри предохранителя, что, в свою очередь, останавливает ток электричества.

Если бы это был выключатель на 20 ампер - с более толстым проводом № 12, который мог выдержать 2400 ватт, - выключатель не сработал бы. Но как только провод находится в стене, а выключатель находится в коробке выключателя, вы мало что можете сделать для обновления установленной цепи. Но у вас есть другой выбор.

Цепи на 240 В

Более крупные приборы, такие как электрические водонагреватели, сушилки и плиты, требуют такой большой мощности, что электричество к ним подводится по цепям на 240 вольт. Это потому, что напряжение в 240-вольтовых цепях «давит» вдвое сильнее. Например, для электрического флюгельгорна мощностью 6000 ватт в цепи на 120 вольт потребуется цепь на 50 ампер (6000 ватт, разделенные на 120 вольт = 50 ампер). Для этого потребуются гигантские провода. Но для того же флюгельгорна мощностью 6000 ватт в цепи на 240 вольт требуется только цепь на 25 ампер (6000, разделенные на 240 = 25), а также провод меньшего размера и автоматический выключатель.

Решение первое - краткосрочное решение

Простое решение - подключить обогреватель к розетке в цепи с избыточной мощностью. Вы можете довольно легко определить существующую нагрузку в цепи: нажмите выключатель, затем нажмите выключатели и проверьте розетки, чтобы увидеть, какие из них больше не работают. Затем сложите общую ваттную нагрузку устройств в этой цепи. Часто легче сказать, чем сделать. Иногда цепь с надписью «спальня» питает розетки в прачечной. Или верхняя и нижняя розетки дуплексной розетки будут на разных цепях. После того, как у вас будет схема схемы и добавлены электрические нагрузки, вы сможете определить, можете ли вы подключить к цепи больше устройств, не перегружая ее.

При суммировании электрических нагрузок имейте в виду, что провод, рассчитанный на 15 ампер, может выдерживать 15 ампер в течение всего дня. Однако автоматические выключатели и предохранители на 15 ампер могут выдерживать только 12 ампер - 80 процентов от их номинала - на постоянной основе. Непрерывной базой считается контур, загруженный на три часа и более. Это правило 80 процентов применяется ко всем выключателям и предохранителям. Для получения более подробной информации о расчете нагрузок см. Предотвращение электрических перегрузок.

Решение второе - долгосрочное решение

Лучшее долгосрочное решение - установка нового специального контура и розетки для нагревателя. Большинство электриков предложат выделенную цепь для любого устройства, которое потребляет более половины мощности цепи. Инжир. D в разделе «Дополнительная информация» (ниже) указана мощность приборов, которые обычно имеют выделенные цепи. Каждый раз, когда вы устанавливаете большой электрический прибор - будь то на 120 или 240 вольт - устанавливайте его на отдельной выделенной цепи с проводом правильного размера и автоматическим выключателем.

Как видно из Инжир. E, выключатель на 20 А с более толстым проводом № 12 может пропускать больший ток, чем схема на 15 А с проводом № 14. Когда вы проводите или меняете электропроводку на кухне, в прачечной, ванной или столовой, Национальный электротехнический кодекс требует, чтобы вы устанавливали цепи на 20 А, которые могут пропускать больше тока. Если вы используете много электроинструментов, имеет смысл использовать схемы на 20 А и для вашего гаража, мастерской и подвала.

Для получения информации о том, как подключить новую цепь, см. Как подключить новую цепь.

Семейный Разнорабочий

Рисунок E: Размеры проводов

Более крупный провод 12-го калибра может безопасно выдерживать большую силу тока, чем меньший провод 14-го калибра, без перегрева.

Узнайте о Здесь 8 самых распространенных нарушений правил электротехники.

Запрещено вмешательство

Домовладельцы, которые кладут «копейки в блок предохранителей», чтобы предохранители не сгорели, у них закоротило мозги. Без предохранителя, который прерывает поток энергии, когда через цепь проталкивается слишком много ампер, провода перегреваются, изоляция проводов плавится и возникает возгорание. И вы не можете просто заменить прерыватель на 15 ампер на 20-амперный; это современный эквивалент того, чтобы положить пенни в блок предохранителей. Помните, что автоматический выключатель, провода и изоляция проводов спроектированы и рассчитаны таким образом, чтобы работать вместе - безопасно.

Дополнительная информация

• Рисунок D: Общие выделенные схемы