Βραχυκύκλωμα

πηγή: www.primedu.uoa.gr


Βραχυκύκλωμα
Ας θεωρήσουμε το κύκλωμα της εικόνας (α) στο οποίο τρεις οικιακές συσκευές (που αντιπροσωπεύουν τρεις καταναλωτές) συνδέονται σε σειρά.
Παίρνουμε κομμάτι σύρμα και το συνδέουμε στα άκρα Α και Β της συσκευής R1 όπως φαίνεται στο σχήμα.
Το σύρμα πρακτικά έχει αντίσταση μηδέν και επειδή συνδέεται παράλληλα με την συσκευή RI
όλο το ρεύμα θα περάσει απ' αυτό. Έτσι η συσκευή είναι σαν να μην υπάρχει, έχει βραχυκυκλωθεί όπως λέμε.
Σ' αυτή την περίπτωση η ολική αντίσταση στο κύκλωμα είναι Rολ = R2 + R3 και η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα είναι μεγαλύτερη και υπάρχει πιθανότητα ένας από τους καταναλωτές RZ ή Ra να υπερθερμανθεί και να καταστραφεί.



Στην παράλληλη σύνδεση των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών (καταναλωτών) το βραχυκύκλωμα είναι δυνατόν να έχει σοβαρότερα αποτελέσματα.


Στο κύκλωμα της εικόνας (β) βραχυκυκλώνουμε με ένα κομμάτι σύρμα τα άκρα της ri. Η περίπτωση αυτή ισοδυναμεί με βραχυκύκλωση των άκρων της ηλεκτρικής πηγής. Όλο το ρεύμα περνάει από το σύρμα ΑΒ που θεωρείται χωρίς αντίσταση. Σύμφωνα με τον νόμο του Ohm I= V/R, όταν η αντίσταση R γίνει περίπου μηδέν, η ένταση του ρεύματος Ι απειρίζεται. Στην πράξη το ρεύμα παίρνει μια μέγιστη τιμή γιατί πάντοτε υπάρχει μια μικρή αντίσταση.
Το αποτέλεσμα είναι η καταστροφή της ηλεκτρικής πηγής από υπερθέρμανση.
Αν συμβεί βραχυκύκλωμα σε ένα από τα κυκλώματα μιας οικιακής ηλεκτρικής εγκατάστασης η ένταση του ρεύματος αυξάνεται στο εν λόγω κύκλωμα και οι αγωγοί του κυκλώματος που έχει βραχυκυκλωθεί υπερθερμαίνονται. Από την υπερθέρμανση είναι δυνατόν να υπάρξει
πυρκαγιά ή να καούν οι αγωγοί.
Για να μην συμβούν τέτοια δυσάρεστα αποτελέσματα στα ηλεκτρικά κυκλώματα τοποθετούνται ασφάλειες απλές ή αυτόματες. Οι αυτόματες ασφάλειες λέγονται και αυτόματοι διακόπτες.
Στην περίπτωση που συμβεί βραχυκύκλωμα ή ακόμα η ένταση του ρεύματος αυξηθεί από υπερκατανάλωση (υπερφόρτωση του δικτύου), τότε τήκεται η ασφάλεια που είναι υπολογισμένη να αντέχει σε ορισμένη ένταση ρεύματος επειδή είναι κατασκευασμένη από εύτηκτο μέταλλο. Η αρχή λειτουργίας της αυτόματης ασφάλειας (αυτόματου διακόπτη) είναι ότι μετά το βραχυκύκλωμα η ασφάλεια μπορεί να τοποθετηθεί στην προηγούμενη θέση.

Το ηλεκτροσκόπιο

πηγη: www.primedu.uoa.gr

Το ηλεκτροσκόπιο
To ηλεκτροσκόπιο είναι απλή κατασκευή.
Αποτελείται από μια μεταλλική σφαίρα που συνδέεται
μέσω ενός αγωγού με δυο λεπτά φύλλα αλουμινόφυλλου
προφυλαγμένα από τον αέρα μέσα σ' ένα γυάλινο δοχείο όπως δείχνει το σχήμα.
Όταν πλησιάσει στη μεταλλική σφαίρα ένα φορτισμένο σώμα τα φύλλα του ηλεκτροσκοπίου που κρέμονται ίσα προς τα κάτω, ανοίγουν. Την απομάκρυνση των φύλλων μπορούμε να την δικαιολογήσουμε ως εξής: Τα φύλλα φορτίζονται με ομώνυμα φορτία επειδή μεταφέρονται σ' αυτά φορτία από το φορτισμένο σώμα που πλησιάζει στη μεταλλική σφαίρα.
Μεταξύ των ομωνύμων φορτίων αναπτύσσονται απωστικές δυνάμεις.
Έστω ότι πλησιάζουμε μια αρνητικά φορτισμένη ράβδο στη μεταλλική σφαίρα. Τότε στην μεταλλική σφαίρα συγκεντρώνονται τα θετικά φορτία και στα φύλλα του αλουμινόφυλλου τα αρνητικά φορτία. Τα φύλλα αποκλίνουν επειδή έχουν αρνητικά φορτία και επανέρχονται στην αρχική τους θέση όταν απομακρύνουμε την φορτισμένη ράβδο.