Er zijn hier al geweldige antwoorden, maar ik dacht dat het misschien beter zou zijn om wat wiskunde te laten zien.
OPMERKINGEN
- Om de zaken een beetje eenvoudiger te houden, gaan we ons concentreren op puur resistieve belastingen en negeren we impedantie, arbeidsfactor, enz.
- Om een nauwkeuriger resultaat te krijgen, zullen we omvatten de weerstand van alle bedrading in het circuit. Voor alle voorbeelden gaan we ervan uit dat 200 ft 12 AWG koperdraad wordt gebruikt (0,00193 ohm / ft). Tenzij anders aangegeven
We beginnen met een eenvoudig circuit, dat slechts één gloeilamp van 60 watt bevat
We kunnen de totale weerstand op deze manier berekenen
Rt = R1 + R2
Hier Rt
is de totale weerstand, R1
is de weerstand van de gloeilamp, terwijl R2
de weerstand van de draad is.
Rt = 240 ohm + 0,386 ohm RT = 240,386 ohm
Vervolgens kunnen we de wet van Ohm gebruiken om de totale stroom door het circuit te berekenen.
It = E / Rt It = 120 volt / 240.386 ohm It = 0.499 ampère
Aan de hand van dit voorbeeld kun je zien dat de schakeling slechts ongeveer een halve ampère trekt.
Wat zou gebeuren als we de gloeilamp zouden verwijderen en 'het circuit hebben voltooid'?
Als de gloeilamp weg is, is de enige weerstand in het circuit is de draad.
Rt = 0.386 ohm
Hiermee berekent u de stroom
It = 120 volt / 0,386 ohm It = 310,88 ampère
We eindigen met een stroomopname van 15,5 keer de nominale stroom (20 ampère) toegestaan door de stroomonderbreker. Dit zorgt ervoor dat de stroomonderbreker struikelt en het circuit opent.
Vervolgens bekijken we een complexer voorbeeld, waar we drie lampen parallel hebben.
Om de weerstand in een parallel circuit te berekenen, is het niet zo eenvoudig als de weerstanden bij elkaar optellen. In plaats daarvan moet u de reciprocals optellen en 1 delen door het resultaat.
Rt = 1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3) Rt = 1 / (1/240 ohm + 1/240 ohm + 1/240 ohm) Rt = 80 ohm
Vervolgens moeten we de weerstand van de draad in het circuit toevoegen.
Rt = 80 ohm + 0.386 ohmsRt = 80.386 ohm
We kunnen de stroom door het circuit berekenen:
It = 120 volt / 80.386 ohm It = 1.49 ampère
Laten we tot slot verwijder een van de lampen en "voltooi de schakeling".
In dit voorbeeld wordt de lampweerstand vervangen door de weerstand van 30 cm koperdraad van 12 AWG.
Rt = 1 / (1/240 ohm + 1/240 ohm + 1 / 0.00193 ohm Rt = 0.001929969 ohm
We moeten opnieuw de weerstand van de draad in het circuit toevoegen.
Rt = 0.001929969 ohm + 0.386 ohm Rt = 0.387929969 ohm
Due aan de lage weerstand, kunnen we aannemen dat de stroom behoorlijk hoog zal zijn.
It = 120 volt / 0.387929969 ohmsIt = 309.3341829759 ampère
Eenmaal een versterking van de stroom is meer dan 15,5 keer de nominale circuitcapaciteit, wat hopelijk de stroomonderbreker zou moeten uitschakelen.
tl; dr
Door "het circuit te voltooien", in feite een kortsluiting veroorzaken (pad met lage weerstand). Omdat de weerstand door dit pad zo laag is, zal de stroom altijd vrij hoog zijn. De stroomonderbreker reageert op de hoge stroom en opent het circuit voordat de bedrading beschadigd kan raken.