Kortslutningsläge

Kortslutningsläge inom elektroteknik , elektronik , i den teoretiska analysen av elektriska kretsar - tillståndet för ett par av några noder i en elektrisk krets (2 utgångar , vanligtvis tvåpoliga kretsar betraktas som en kortslutningssektion ), där dess utgångar (klämmor, kontakter) är anslutna till två noder i en annan krets med modul med ingångsimpedans är försumbar jämfört med modulen för utgångsimpedans för kretsen som kortsluts (i detta fall säger de att ett par kretsnoder (källa, utgång) ) är sluten , kortsluten , kortsluten , ansluten med en kortslutning ).

Sålunda kan kortslutningstillståndet skrivas:

var  är modulen för ingångsimpedansen för kortslutningskretsen,  är modulen för utgångsimpedansen för kretsen som kortsluts.

Ofta, istället för termen kortslutningsläge , används förkortningar : kortslutningsläge eller helt enkelt kortslutning . Bland elektriker och elektronikingenjörer är jargongerna "kort", "kort" och "kazeshka" också vanliga. .

Det finns kortslutningar för lik- och växelström. Till exempel att ansluta en kondensator med en tillräckligt stor kapacitans till ett par kretsnoder mellan vilka det finns en spänning med en tillräckligt hög frekvens , när reaktansmodulen för kondensatorn är försumbar jämfört med modulen för utgångsimpedansen hos kretsen som kortsluts kallas en AC-kortslutning.

Studiet av kortslutningsläget tillämpas vid analys av elektriska kretsar . Samtidigt beaktas beteendet hos en matematisk modell av en elektrisk krets under en "virtuell" kortslutning (se till exempel internt motstånd ).

Applikation

Kortslutningsläget kan vara både användbart och skadligt eller till och med farligt i en viss teknisk anordning.

Användbara applikationer

Ofta i industriella automationssystem överförs information om de uppmätta parametrarna i analog form genom att sända en strömsignal . I detta fall är mät- och mellansignalomvandlare en strömkälla, idealiskt med ett oändligt internt utgångsmotstånd, beroende på typen av utgångssignal. I det här fallet är det mest gynnsamma fallet, ur synvinkeln av informationsöverföringens noggrannhet , när signalkällan laddas på konsumenten med noll intern ingångsresistans - det vill säga signalkällan fungerar i kortslutningsläge. (Se Aktuell loop för detaljer ).

Elektrodynamiska sensorer, till exempel induktionsvibrometrar , seismiska mottagare fungerar också mycket ofta i kortslutningsläge, denna åtgärd tillåter ytterligare dämpning av mekaniska vibrationer i det rörliga sensorsystemet på grund av förekomsten av viskösa elektrodynamiska krafter.

Ofta används kortslutningsläget vid anslutning av förstärkningssteg inom elektronik. Kaskodförstärkaren är en anslutning av två aktiva komponenter, utgångsimpedansmodulen för den lilla signalen från det första steget i denna krets är många gånger större än modulen för ingångsimpedansen för det andra steget, det vill säga utgången från det första steget steget fungerar i kortslutningsläge.

Strömkretsarna för elektroniska enheter fungerar också nästan alltid i kortslutningsläget för växelström. Deras kraftledningar shuntas vanligtvis med bypass - kondensatorer för att förhindra skadlig självexcitering av förstärkarsteg , brus och kodningsfel i digitala enheter .

Kortslutningsfara

Om en spänningskälla med låg intern resistans kortsluts, kommer en ström att flyta i kretsen lika med förhållandet mellan källans EMF och summan av källans inre resistans och kortslutningskretsens resistans. Med en hög källeffekt kommer strömmen att nå ett mycket stort värde, vilket kan skada källan, konsumenten, anslutningskablarna. Överhettning av anslutningskablarna kan orsaka brand. Därför, när enheter drivs från kraftfulla källor, introduceras nästan alltid skydd mot kortslutning hos konsumenten, vilket plötsligt kan uppstå från enhetsfel, mänskliga fel, blixtnedslag . Det enklaste skyddet mot de destruktiva effekterna av en kortslutning är en säkring . Olika strömbrytare används också , deras fördel är den multipla återställningen av kretsen efter operationer under skydd, i motsats till en engångssäkring eller dess insats.

Det är mycket farlig kortslutning av kraftfulla elektrokemiska elkällor , särskilt batterier . Så, till exempel, långvarig kortslutning av ett blybatteri leder till kokning av dess elektrolyt med sprutande droppar av svavelsyra , kortslutning av litiumbatterier är ännu farligare , vilket leder till överhettning och en möjlig explosion av höljet och antändning av litiummetall .

När statorlindningarna på en kraftfull elektrisk generator kortsluts utvecklas enorma elektrodynamiska krafter i den, vilket ofta leder till dess förstörelse.

Se även

Litteratur