Что именно является коротким замыканием?

В моей книге нет объяснения фразы «короткое замыкание», но во многих местах автор использовал ее. Я гуглил это. Некоторые объясняют это как поток заряда вдоль большой разности потенциалов, в то время как другие объясняют это как поток заряда вдоль пути с низким сопротивлением. Что именно является коротким замыканием? Объяснение вместе со схемой было бы очень полезно.

Проще говоря, короткое замыкание - это нежелательный или непреднамеренный путь, по которому может идти ток, который обходит маршруты, которые вы фактически хотите, чтобы он прошел.

Обычно это путь с низким сопротивлением между двумя точками с разным потенциалом.

Например:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

В левой простой светодиодной цепи чуть более 6 мА течет по всей цепи. Создайте короткое замыкание, представленное очень низким сопротивлением (ни один провод не является идеальным проводником с сопротивлением 0 Ом), и 5000 А хотят попытаться протечь через него. Это плохие новости для батареи. Батарея вполне может взорваться. Однако несомненно то, что внутреннее сопротивление батареи будет ограничивать ток, который может существовать, и на клеммах батареи будет наблюдаться большое падение напряжения, что приведет к прекращению работы всей цепи.

Это короткое замыкание :

Хорошо, это то, что я действительно хотел отложить. Давайте посмотрим, сможем ли мы ответить на ваш вопрос с остальным пространством.

Короткое замыкание - это соединение между двумя элементами, которые вы не собирались соединять. В большинстве случаев такое поведение является весьма неожиданным и может привести к неправильному поведению вашей схемы.

Одним из наиболее распространенных коротких замыканий является провод, который соединяет две точки, которые приводятся в действие с фиксированным потенциалом между ними (например, два контакта настенной розетки на 120 В, которые приводятся в действие генератором в энергокомпании, чтобы оставаться на уровне 120 В). AC отдельно). В этих случаях результат, как правило, впечатляющий и включает вторичные эффекты. Например, если вы проведете провод через настенную розетку 120 В, вы очень быстро обнаружите, что этот провод не имел сопротивления 0 Ом, как идеальный провод, а имел очень маленькое сопротивление (0,001 Ом или подобное), и теперь позволяет большому количеству тока течь через него ... по крайней мере, пока он не нагревается и не тает!

Важной особенностью коротких замыканий является то, что они всегда связаны с непреднамеренным аспектом замыкания. У вас может быть блок питания компьютера, который генерирует сигнал 5 В с использованием транзисторов. Теперь мы оба знаем, что транзисторы несовершенны, и есть некоторые вторичные эффекты, но производители блоков питания делают все возможное, чтобы минимизировать эти эффекты, чтобы вы и я могли просто сказать: «О, этот провод выдает 5 В!» Когда вы используете провод для подключения к земле (0 В), мы создаем короткое замыкание. Если бы вы моделировали этот источник питания как идеальный генератор идеального напряжения 5 В, вы бы обнаружили, что уравнения просто не работают. Вы не можете соединить линию 0 В и линию 5 В идеальным проводом, потому что провод может иметь только одно напряжение. Мы больше не можем моделировать источник питания как идеальный источник напряжения.

Что произойдет, транзисторы в источнике питания начнут ограничивать ток. Как правило, этот предел очень высок и может быть достаточно высоким, чтобы начать перегрев транзисторов. Это может делать всевозможные неприятные вещи (например, расплавленный припой), и результатом может быть легко выход из строя блока питания!

Короткое замыкание - это особый тип параллельной цепи, где соединение между любыми двумя заданными узлами цепи имеет значительно меньшее сопротивление по сравнению с двумя другими.

В этом случае, так как напряжение должно быть одинаковым на двух узлах, сопротивление каждого пути параллельной цепи будет делить общий ток через них. Поскольку один путь имеет очень очень низкое сопротивление, большая часть тока будет проходить через этот путь. Это часто лишает другой путь какого-либо значительного тока для наиболее практического использования.

т.е. двигатель с сопротивлением 100 Ом параллельно с резистором 0,01 Ом будет иметь короткое замыкание. Резистор 0,01 параллельно с резистором 0,01 не будет считаться коротким замыканием, так как оба сопротивления довольно похожи. Обратите внимание, что провод - это просто несовершенный проводник с некоторым сопротивлением, как правило, в диапазоне однозначных или младших цифр.

Короткое замыкание - это просто нежелательное соединение между двумя точками в цепи. Это нежелательное соединение обычно приводит к неправильному поведению всей схемы.

Короткое замыкание обычно представляет собой путь от источника к его возврату, сопротивление которого мало относительно эффективного последовательного сопротивления источника и проводов, соединяющих его.

Если источник питания работает как сопротивление последовательно с постоянным напряжением, то мощность, потребляемая источником питания, будет увеличиваться при снижении сопротивления нагрузки, но доля мощности источника, которая достигает нагрузки, будет увеличиваться по мере сопротивления нагрузки. Продолжается. Эти эффекты будут уравновешены, когда сопротивление нагрузки соответствует сопротивлению на стороне питания.

Если сопротивление нагрузки мало по сравнению с сопротивлением на стороне питания, то от источника питания будет потребляться большое количество энергии, но очень малая его мощность фактически перейдет к нагрузке. Общей особенностью коротких замыканий является то, что количество энергии, которое эффективно используется малой цепью, будет, как правило, намного ниже количества энергии, которое можно было бы получить, если бы сопротивление нагрузки было выше.

Короткое замыкание - это просто соединение с низким сопротивлением между двумя проводниками, подающее электроэнергию в любую цепь. Это приводит к чрезмерному току в источнике питания через «короткое замыкание» и может даже привести к разрушению источника питания. Если предохранитель находится в цепи питания, он будет выполнять свою работу и перегорает, размыкая цепь и останавливая протекание тока. 

Короткое замыкание может быть в цепи постоянного или переменного тока (постоянного или переменного тока). Если это закороченная батарея, она будет очень быстро разряжаться и нагреваться из-за высокого тока. 

Короткие замыкания могут привести к очень высоким температурам из-за большого рассеивания мощности в цепи. Если заряженный высоковольтный конденсатор короткозамкнут тонким проводом, результирующий огромный ток и рассеиваемая мощность приведут к его взрыву. 

Если вы говорите о своем доме, вы заметите, что ваши автоматические выключатели рассчитаны, например, на 10 ампер, 20 ампер и 100 ампер для главных автоматических выключателей.

Все, что вы подключите, чтобы сказать, что цепь на 10 ампер, должно потреблять не более 10 ампер, или, естественно, это отключает выключатель. Если вы посмотрите на устройство, которое подключаете, оно, вероятно, скажет вам, какой ток он потребляет, например, радио может потреблять 2,5 А. Радиоприемник является нагрузкой, и электрические потенциалы (120 Вольт или иногда обозначаемые как 117 В или 110 В) в розетке доставляют ток через нагрузку, то есть через резистор, который ограничивает ток.

Забудьте на мгновение, что сопротивление переменного тока должно быть рассчитано с учетом емкости, индуктивности и сопротивления. Сопротивление переменного тока называется импедансом, но просто предположим, что нагрузка радиостанции является резистивной. Он потребляет 2,5 А, но теперь, если вы отключите эту радиостанцию ​​и вставите один единственный провод в розетку, соединяя вместе горячий и нейтральный ток, ток будет стремительно расти до бесконечности (или, возможно, 1000 А), потому что есть почти неизмеримый сопротивление в этом маленьком куске проволоки. Выключатель срабатывает из-за этого высокого тока.
Маленький кусочек провода - это прямое короткое замыкание, которое вы никогда не хотите делать. И предположим, что компонент внутри радиостанции теряет свое резистивное качество и превращается в кусок провода, и вот, у вас короткое замыкание внутри радиоприемника и размыкатель на 10 ампер. Одно из уникальных свойств лампочки заключается в том, что вы можете рассматривать ее как «кусок провода» (нить накала), но она находится в катушке (посмотрите на нить накала, она не прямая, а намотана), которая обеспечивает индуктивность, ограничивающую ток к резистору, но также отличается от резистора, а также нить находится внутри вакуума, который не дает кислорода, поэтому нить "горит", но длится долго.