Hiện tượng đoản mạch là một hiện tượng phổ cập trong đời sống hàng ngày xảy ra tại những mạch điện gia dụng. Hiện tượng này được đưa vào chương trình đại trà phổ thông từ Vật lý lớp 7. Hãy cùng Luật Minh Khuê khám phá về hiện tượng này để có cái nhìn và ứng dụng giải quyết và xử lý đúng để khắc phục hiện tượng này trong đời sống .
Hiện tượng đoản mạch hay còn gọi là ngắn mạch xảy ra nguồn điện được nối với mạch ngoài có điện trở không đáng kể hoặc bằng 0, nguyên do xuất phát từ việc chập mạch điện làm cho điện trở của dây dẫn bằng 0, khi đó đồng nghĩa tương quan với việc cực âm của nguồn được nối trực tiếp với cực dương mà không qua thiết bị điện ( nối tắt hay nối ngắn ) .
Do điện trở tỷ suất nghịch với cường độ dòng điện nên khi R = 0, cường độ dòng điện lên đến cực lớn, làm bức phá mạch điện, tạo ra nguồn nhiệt lớn gây ra những sự cố cháy nổ, chập chế hàng loạt mạng lưới hệ thống điện mái ấm gia đình .
Ở mức độ nhẹ hơn, hiện tượng đoản mạch có thể gây nên những hư hại trong các thiết bị điện trong mạch, linh kiện, bo mạch trong các thiết bị điện như điều hòa, tủ lạnh, máy giặt, máy nước nóng …
2. Điều kiện xảy ra hiện tượng đoản mạch
Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi điện trở của mạch ngoài rất bé : R ( ngoài ) ~ 0 ( ôm )
Minh họa : Nối hai cực của dòng điện bằng một dây dẫn có điện trở rất nhỏ. Khi đó dòng điện trong mạch sẽ đạt cường độ cực lớn, tỏa nhiệt, hoàn toàn có thể gây ra sự cố cháy nổ .
Nếu một phần của mạch điện gặp hiện tượng đoản mạch thì thiết bị sử dụng điện ở phần còn lại của mạch điểm hoàn toàn có thể bị hỏng .
Nói theo cách đơn giản, đoản mạch xảy ra khi mạch điện bị ngắn hoặc hở. Hình dung trong mạch điện luôn có một nguồn điện trở. Nếu vì một lý do nào đó khiến cho 2 sợi dây nối cực âm và cực dương của nguồn điện chập vào nhau thì khi đo điện trở trên mạch điện bằng 0. Khi đó hiện tượng đoản mạch xảy ra. Đây cũng chính là nguyên nhân gây ra hiện tượng đoản mạch.
3. Ví dụ về hiện tượng đoản mạch
Trong đời sống, tất cả chúng ta gặp rất nhiều những hiện tượng đoản mạch. Chẳng hạn, khi ta chạy một dòng máy bơm hiệu suất lớn với 500 W trong khi đường dây điện chỉ tải được 400 W, quy trình hoạt động giải trí sẽ gây ra hiện tượng cực tải khiến cho dây điện trở nóng lên .
Lúc này lớp vỏ bảo vệ, dưới tác động ảnh hưởng của nhiệt tỏa ra từ lõi dây điện, sẽ bị nóng chảy, đồng thời làm 2 múi dây điện cực dương chạm vào dây trung tính gây ra sự cố chập mạch điện. Khi đó, cực dương chạm vào cực âm, điện trở dây dẫn coi như = 0, hiện tượng đoản mạch Open và rất dễ gây ra sự cố chập cháy .
4. Nguyên nhân, cách phòng tránh và khắc phục hiện tượng đoản mạch
Các cách phòng tránh hiện tượng đoản mạch cần dựa trên nguyên do dẫn điến hiện tượng này. Do vậy, có 1 số ít cách phòng tránh phổ cập lúc bấy giờ như sau :
4.1. Sử dụng các thiết bị bổ trợ
Do nguyên do gây ra hiện tượng đoản mạch xuất phát từ sự cố ảnh hưởng tác động đến điện trở dây dẫn và làm tăng bất thần cường độ dòng điện ( I ), do vậy trên thực tiễn, người ta sẽ sử dụng một thiết bị phân biệt sự ngày càng tăng bất ngờ đột ngột này cường độ dòng điện và kịp thời ngắt mạch điện .
Theo đó, có hai thiết bị phổ cập lúc bấy giờ đó là cầu chì và aptomat. Người ta mắc tiếp nối đuôi nhau cầu chì hoặc aptomat với mạch điện tại những vị trí nguồn điện và trên cả những thiết bị để ngắt dòng điện trong mạch khi nó tăng lên bất thần .
4.2. Phòng tránh chập mạch điện
Thay thế vỏ cách điện dây dẫn
Đường dây dẫn cũ lâu năm với lớp vỏ cách điện bị yếu, mỏng mảnh, mục, không bảo vệ năng lực bảo vệ lớp dây điện lõi bên trong cũng là nguyên do gây ra sự chập những mạch điện nối 2 cực của nguồn điện. Hoặc dưới tác động ảnh hưởng của những vật nhọn như đinh vít, chuột gặm nhấm cũng dẫn đến hậu quả những lớp vỏ cách điện này bị hư hỏng. Đây là những rủi ro tiềm ẩn rất cao dẫn đến hiện tượng đoản mạch .
Cách khắc phục đa phần sẽ là thay đường dây điện mới hoặc bổ dung lớp vỏ cách điện cho nguồn điện hiện có ( tuy nhiên cách này hoàn toàn có thể dẫn đến thiếu tính nghệ thuật và thẩm mỹ hơn ) .
Khoảng cách hai dây phù hợp
Khoảng cách 2 dây dẫn điện quá gần dễ sinh ra hiện tượng những dây dẫn chạm vào nhau khi bị mất lớp vỏ cách điện do bị mục, ăn mòn hoặc những tác động ảnh hưởng khác. Bên cạnh đó, đầu nối dây dẫn không đúng kỹ thuật cũng dễ gây ra hiện tượng chập mạch, Do vậy, cần quan tâm :
– Không nên sử dụng dây dẫn trần và tăng khoảng cách 2 đường dây lên 0,25 m ( 25 cm )
– Các mối nối phải ngặt nghèo, bảo vệ đầu nối so le nhau
– Các dây trung tính không được xếp chồng lên nhau
– Không dùng dây thép, đinh để buộc đường dây cố định và thắt chặt
Phòng tránh chập điện do sét đánh
Các tia sét sinh ra một năng lượng lớn có hiệu suất lên đến 5000 kW và sức nóng ngang với mặt trời. Khi dòng điện hay thiết bị nào đó vẫn hoạt động giải trí, nó hoàn toàn có thể là nguồn dẫn điện lôi cuốn những nguồn năng lượng từ tia sét trước khi truyền xuống mặt đất. Năng lượng khủng lồ này sẽ ngay lập tức làm chập cháy những lớp vỏ cách điện, gây ra hiện tượng đoản mạch và hư hỏng hàng loạt thiết bị trong thời hạn ngắn. Vì vậy, giải pháp phòng tránh duy nhất trong những trường hợp này là ngắt nguồn điện toàn bộ những thiết bị khi có giông bão, không mắc dây điện lên những cây to bởi đây là một vật dẫn điện cực tốt .
4.3. Phòng tránh chập điện do quá tải và ngắn mạch
Hạn chế sử dụng nhiều thiết bị cùng một lúc
Hiện tượng quá tải thường xảy ra ở mùa hè khi nhu yếu sử dụng điện tăng cao. Hiện tượng này hoàn toàn có thể xảy ra trong phích cắm, trong dây dẫn hoặc những thiết bị sử dụng điện gia dụng, đặc biết là những thiết bị có hiệu suất lớn như lò vi sóng, nhà bếp điện, điều hòa. Nếu bạn sử dụng toàn bộ những thiết bị này cùng một lúc, dòng điện trở nên quá tải bất thần khiến cầu chì, aptomat ngắt điện liên tục dẫn đến thực trạng chập cháy .
Do vậy, 1 số ít giải pháp phòng tránh trong trường hợp này là :
- Lựa chọn sợi dây dẫn điện có tiếp diện ( đường kính ) phù hợp với công suất sử dụng để tránh tình trạng quá tải.
- Không sử dụng nhiều thiết bị công suất lớn chung một ổ cắm hay nguồn điện gia đình
- Thường xuyên kiểm tra đường dây dẫn có hư hỏng không
Chập điện do mối nối không tốt
Các mối nối điện thường xảy ra thực trạng lỏng, hở do kỹ thuật nối dây của người nối không tốt khiến cho điện trở tiếp xúc tăng cao gây phóng điện, đẫn điến hiện tượng làm chảy nhử và cháy trang thiết bị liền kề. Biện pháp khắc phục thực trạng này đó là vặn chặt những mối nối dây dẫn rồi dùng băng keo cách điện ( màu đen ) quấn chặt xung quanh ránh để hở .
Để khắc phục hiện tượng đoản mạch khi nó đã xảy ra, khi phát hiện ra sự cố, tất cả chúng ta cần :
- Ngắt kết nối và tắt hết các thiết bị điện, rút hết phích cắm tránh đây ảnh hưởng đến các thiết bị
- Gọi dịch vụ sửa điện để được hỗ trợ nhanh chóng nếu không có kỹ năng sửa điện.
5. Một só bài tập trắc nghiệm về hiện tượng đoản mạch
Bài tập 1: Hiện tượng đoản mạch của nguồn điện xảy ra khi:
A. sử dụng những dây dẫn ngắn để mắc mạch điện
B. nối 2 cực của nguồn bằng dây đẫn có điện trở rát nhỏ
C. không mắc cầu chì cho một mạch điện kín
D. dùng pin hay acquy để mắc một mạch điện kín .
Hướng dẫn giải:
Đáp án của tất cả chúng ta là B. Để hiểu tại sao đây mới là đáp án đúng, mời Quý bạn đọc xem lại phần 2 : ” Điều kiện xảy ra hiện tượng đoản mạch ” .
Các đáp án còn lại cũng hoàn toàn có thể dẫn đến nguyên do điện trở bằng 0, nhưng không phải nguyên do trực tiếp, do vậy cần tránh nhầm lẫn thực chất của hiện tượng đoản mạch .
Như vậy bài viết trên đây đã trình diễn những yếu tố về hiện tượng đoản mạch trong chương trình Vật lý đại trà phổ thông. Cảm ơn Quý bạn đọc đã theo dõi .
