Короткое замыкание
КЗ
Это понятие впервые встречается на программе «Стартовая программа по инженерному развитию» — примерно 6-8 лет (1-2 класс).
Авария в цепи: ток пошёл по короткой дорожке напрямую, мимо лампочки. Провода и батарейка сильно греются — так делать нельзя.
Вода в кольце нашла широкую дыру напрямую, мимо водяного колеса: колесо встало, а поток стал бешеным.
На рисунке цепи с лампочкой найти лишний провод, который устроит короткое замыкание, и объяснить, почему лампочка погаснет.
Соединение выводов источника путём с почти нулевым сопротивлением, в обход потребителя: ток вырастает во много раз, провода и источник перегреваются вплоть до пожара. Защита — предохранитель или автомат: они разрывают цепь при слишком большом токе.
Проверить свою схему на макетке до подачи питания: найти и убрать перемычку, замыкающую «+» и «−».
Режим, в котором сопротивление нагрузки стремится к нулю: ток ограничен лишь внутренним сопротивлением источника и проводов (I = U/R). Для литиевого аккумулятора это десятки ампер — риск возгорания. Защита: предохранители, автоматы, электронное ограничение тока. КЗ ищут прозвонкой мультиметром при выключенном питании.
Рассчитать ток КЗ пальчиковой батарейки (1,5 В, внутреннее сопротивление 0,3 Ом) и объяснить, почему она при этом греется.
Частое заблуждение
«Короткое замыкание — это когда провод порвался». Нет: наоборот, ток нашёл слишком короткий и лёгкий путь в обход лампочки; порванный провод — это обрыв, разомкнутая цепь.