Kısa Devre ve Sigorta: Sigorta Nasıl Atar? (Etkileşimli Animasyon)

Kısa Devre elektrik akımının normal şartlar dışında alıcıdan geçmeden çok küçük dirençli bir yoldan devresini tamamlamasıdır. Kısa devre genellikle istenmeyen bir durumdur. Peki bu istenmeyen duruma göre nasıl tedbir almalıyız?

İster elektrik devresi, ister elektronik devre olsun kısa devre ihtimali kesinlikle dikkate alınması gereken bir durumdur. Kısa devre olması halinde devreyi veya cihazları nasıl korumamız gerektiğini önceden düşünmemiz gerekir.

Kısa devreden korunmak için en kolay ve geçerli çözüm SİGORTA kullanmaktır. Sigorta, devreye seri bağlanan ince bir teldir. Belirli bir akımın üzerine çıkıldığında bu tel ısınıp erir ve devreyi keser (yani sigorta atar). Böylece kısa devrede pilin, kabloların ve cihazların zarar görmesi önlenir. Burada bahsi geçen sigorta cam sigorta olarak bilinen sigortadır. Elektrik panolarındaki otomatik sigortaların yapısı farklıdır. Cam sigorta attığında değiştirmek gerekirken, otomatik sigortaları tekrar kaldırmak yeterlidir.

• Cam sigortalar cihazların içinde kullanılır ve genelde küçük değerlerdedir (1A, 2A, 5A, 10A…)
• Otomatik sigortalar panolarda kullanılır ve daha büyük değerlerdedir. (16A, 20A, 32A, 40A …)

Sigortaların kullanım amacı aynıdır: Kısa devre ya da aşırı yük durumunda devreyi ve cihazları korumak.

Kısa devre ve sigorta animasyonu

Aşağıdaki animasyonda 2 A’lik bir sigortanın kısa devrede nasıl attığını izleyebilirsiniz.

Devrenin yapısı

Pilin artı ucundan çıkan akım önce F sigortasından, sonra S1 ana anahtarından geçer. Ardından seri bağlı L1 ve L2 lambalarından geçip pile döner. Normal çalışmada devreden 0,5 A geçer.

Devrede iki kısa devre anahtarı var. S2, yalnızca L1’in iki ucunu birleştirir. S3 ise iki lambayı birden atlatır ve pilin iki ucunu lambasız bir yolla birbirine bağlar.

Animasyon nasıl kullanılır?

• Şema üzerinden anahtarlara tıklayarak açıp kapatın. Ekranın altında devre akımı, sigortanın durumu ve lambaların akımı anlık olarak görünür.
• Akım 2 A’i aşınca sigorta turuncuya dönerek ısınır, kısa bir süre sonra kıvılcımla atar ve devreyi keser.
• Sigorta attıktan sonra Sigortayı değiştir düğmesi çıkar.
• Sigorta takılı kutucuğunun işaretini kaldırırsanız sigortanın yerine düz tel bağlanır. Bu durumda kısa devrede neler olacağını görebilirsiniz.
• Animasyonun altındaki Adım adım anlatım bölümü, beş durumu sırayla gösterir.

Neler gözlemlenir?

• Normal çalışma (S1 kapalı): L1 ve L2 seri bağlıdır. Toplam direnç 24 Ω, akım 0,5 A’dir.
• S2 kapanınca: L1 kısa devre olur ve söner. L2 pilin tüm gerilimini alır, akım 1 A’e çıkar. Bu akım 2 A’in altında olduğu için sigorta atmaz. L2 hâlâ devrede olduğundan akımı sınırlar.
• S3 kapanınca: Pil kısa devre olur. Akımı yalnızca pilin iç direnci ve tellerin çok küçük direnci sınırladığı için akım yüzlerce ampere çıkar. Sigorta ısınır, erir ve devreyi keser. Lambalar söner ama pil ve teller korunur.
• S3 kapalıyken sigortayı değiştirince: Yeni sigorta da hemen atar. Önce kısa devrenin nedeni bulunup giderilmelidir.
• Sigorta olmasaydı: Kısa devre akımı kesilmeden akmaya devam eder, teller ve pil ısınır. Gerçek bir tesisatta bu, kablo yalıtımının erimesine ve yangına yol açabilir.

Sorular

1. S2 kapanınca devre akımı artar. Buna rağmen sigorta neden atmaz?
2. S3 kapanınca akım neden bu kadar büyük olur?
3. Sigorta attıktan sonra S3’ü açmadan sigortayı değiştirirsek ne olur?
4. Sigorta devreye nasıl ve nereye bağlanmalıdır?
5. Bir evde sigorta sürekli atıyorsa daha büyük değerli bir sigorta takmak doğru bir çözüm müdür?

Cevapları göster

1) Akım 1 A’e çıkar ama sigortanın sınırı olan 2 A’i aşmaz. Devrede kalan L2 akımı sınırlar.

2) Akımın yolunda lamba kalmaz. Akımı yalnızca pilin iç direnci ve tellerin direnci sınırlar, bunlar da çok küçüktür.

3) Kısa devre sürdüğü için yeni sigorta da hemen atar.

4) Devreye seri ve pile ya da kaynağa olabildiğince yakın bağlanmalıdır. Sigortadan önceki kısımda oluşan bir kısa devreyi sigorta kesemez.

5)Hayır. Sigortanın sürekli atması bir arıza ya da aşırı yük olduğunu gösterir. Daha büyük sigorta takılırsa kablolar korunamaz ve yangın riski doğar. Önce arızanın nedeni bulunmalıdır.

 

Animasyon kısmı yapay zekaya yaptırılmıştır.