Ngắn mạch là gì

Ngắn mạch là gì

Ngắn mạch hay đoản mạch, chập mạch (short circuit) là kết nối có điện trở thấp giữa hai dây dẫn cung cấp năng lượng điện cho bất kỳ mạch nào. Điều này dẫn đến dòng điện chạy quá mức trong nguồn điện khi bị ngắn mạch và thậm chí có thể làm cho nguồn điện bị phá hủy. Nếu cầu chì nằm trong mạch thì nó sẽ đứt, mở mạch và dừng dòng điện.

Ngắn mạch có thể xảy ra trong mạch một chiều hoặc xoay chiều (DC hoặc AC). Nếu là pin bị chập, pin sẽ bị cạn rất nhanh và nóng lên do dòng điện chạy nhiều.

Ngắn mạch có thể tạo ra nhiệt độ rất cao do sự tiêu tán công suất lớn trong mạch. Nếu một tụ điện cao áp được tích điện bị ngắn mạch bởi dây dẫn mỏng, dòng điện và công suất tiêu thụ rất lớn sẽ khiến dây dẫn bị nổ.

Hàn hồ quang là một ví dụ phổ biến về ứng dụng thực tế của nung nóng nhờ đoản mạch. Bộ nguồn cho máy hàn hồ quang có thể cung cấp dòng điện rất cao chạy qua que hàn và các miếng kim loại được hàn. Điểm tiếp xúc giữa que hàn và bề mặt kim loại bị nung nóng đến điểm nóng chảy, hợp nhất một phần của thanh và cả hai bề mặt thành một mảnh duy nhất.

Thuật ngữ ngắn mạch thường được sử dụng hơi không chính xác để chỉ bất kỳ vấn đề nào về hệ thống dây điện trong mạch điện. Ngắn mạch thực sự xảy ra khi các dây mạch điện hoặc các kết nối dây bị hở hoặc bị hỏng cần phải được kiểm tra và sửa chữa càng sớm càng tốt.

Ngắn mạch đề cập đến một tình trạng cụ thể trong đó điện đi ra ngoài đường dẫn đã thiết lập của mạch điện. Ngắn mạch xảy ra khi dòng điện hoàn thành hành trình mạch của nó qua một khoảng cách ngắn hơn so với hệ thống dây dẫn đã thiết lập.

Định nghĩa về ngắn mạch

Theo bản chất, điện tìm cách quay trở lại mặt đất và trong mạch hoạt động bình thường, điều này có nghĩa là dòng điện chạy qua mạch dây dẫn đã được thiết lập trở lại bảng điều khiển và quay trở lại qua các dây dẫn điện. Tuy nhiên, nếu các kết nối bên trong hệ thống dây điện bị lỏng hoặc đứt, dòng điện có thể rò rỉ. Trong trường hợp này, dòng điện ngay lập tức tìm cách chạy trở lại đất bằng một con đường ngắn hơn. Con đường đó rất có thể đi qua các vật liệu dễ cháy hoặc thậm chí qua con người, đó là lý do tại sao đoản mạch gây nguy hiểm hỏa hoạn hoặc điện giật chết người.

Lý do điều này xảy ra là những vật liệu khác cung cấp một con đường có điện trở nhỏ hơn so với đường dây đồng của mạch điện. Ví dụ, trong một công tắc đèn có hệ thống dây điện bị lỗi hoặc kết nối dây lỏng lẻo, nếu dây nóng bằng đồng trần chạm vào hộp điện kim loại hoặc mặt kim loại trên công tắc, dòng điện sẽ chạy về bất kỳ con đường nào cung cấp điện trở ít nhất, ví dụ như đi qua ngón tay, bàn tay và cơ thể của bất kỳ ai đang chạm vào công tắc.

2 loại ngắn mạch

Nói chung, ngắn mạch là bất kỳ tình trạng nào trong đó mạch đấu dây thiết lập bị gián đoạn do một lỗ hổng trong hệ thống dây điện hoặc các kết nối dây dẫn. Tuy nhiên, trên thực tế, có hai tình huống được coi là ngắn mạch, mặc dù mang tên khác nhau.

Ngắn mạch

Thuật ngữ ngắn mạch thường được sử dụng bởi các thợ điện để chỉ tình trạng dây nóng mang dòng điện chạm vào dây trung tính. Khi điều này xảy ra, điện trở giảm ngay lập tức và một lượng lớn dòng điện chạy qua một con đường không mong muốn. Khi xảy ra hiện tượng đoản mạch cổ điển này, đôi khi tia lửa bay ra, bạn có thể nghe thấy tiếng nổ lách tách, và đôi khi khói và lửa bùng lên.

Lỗi nối đất

Sự cố nối đất là một dạng ngắn mạch xảy ra khi dây nóng mang dòng điện tiếp xúc với một số phần nối đất của hệ thống, chẳng hạn như dây nối đất bằng đồng trần, hộp âm tường kim loại được nối đất hoặc phần nối đất của thiết bị. Giống như ngắn mạch cổ điển, sự cố chạm đất làm cho điện trở giảm ngay lập tức, cho phép một lượng lớn dòng điện không bị cản trở chạy qua con đường không mong muốn. Ở đây, khả năng cháy nổ ít xảy ra hơn, nhưng đáng chú ý là khả năng giật điện.

3 nguyên nhân gây ra ngắn mạch

Có một số nguyên nhân gây ra đoản mạch, trong đó có ba nguyên nhân thường gây ra lỗi nhất.

Cách điện dây mạch bị lỗi

Cách điện cũ hoặc bị hỏng có thể cho phép chạm vào dây trung tính và dây nóng, có thể gây đoản mạch. Các vết thủng cũng như thời gian sử dụng lâu, có thể làm cho vỏ dây hoặc lớp cách điện kém đi và tạo ra ngắn mạch. Hoặc, nếu động vật gây hại như chuột gặm dây điện, dây dẫn bên trong có thể bị hở gây đoản mạch.

Kết nối dây lỏng lẻo

Các phần nối dây điện có thể bị lỏng lẻo, cho phép chạm vào dây trung tính và dây có điện. Việc sửa chữa các phần nối dây bị lỗi rất phức tạp và tốt nhất nên được xử lý bởi những người hiểu rõ về công việc đi dây.

Hệ thống dây điện bị lỗi

Khi một thiết bị được cắm vào ổ cắm trên tường, hệ thống dây dẫn của thiết bị sẽ trở thành một phần nối dài của mạch và bất kỳ sự cố nào trong hệ thống dây của thiết bị đều trở thành sự cố mạch. Các thiết bị cũ hoặc bị hỏng có thể tạo các mạch ngắn bên trong theo thời gian. Chập mạch trong các thiết bị có thể xảy ra trong phích cắm, trong dây nguồn hoặc bên trong chính thiết bị. Tốt nhất bạn nên nhờ người hiểu về kỹ thuật xem xét sơ bộ trong các thiết bị lớn như lò nướng. Các thiết bị nhỏ hơn như đèn thì bạn có thể tự quấn lại.

3 phương tiện bảo vệ chống lại mạch ngắn

Bởi vì cả hai lỗi ngắn mạch cổ điển và lỗi nối đất đều gây nguy cơ điện giật và hỏa hoạn, hệ thống dây dẫn có nhiều phương tiện bảo vệ chống lại những nguy hiểm đó.

Cầu dao hoặc cầu chì

Hầu như tất cả các hệ thống dây điện mới đều được bảo vệ bởi một bảng điều khiển chính chứa các bộ ngắt mạch điều khiển các mạch điện riêng lẻ trong nhà. Các hệ thống dây điện cũ cũng có bảo vệ tương tự nhờ cầu chì. Bộ ngắt mạch sử dụng một hệ thống lò xo hoặc khí nén bên trong để cảm nhận sự thay đổi của dòng điện và ngắt kết nối mạch khi xảy ra bất thường, ví dụ như khi dòng điện đột ngột không bị cản trở xảy ra trong quá trình đoản mạch.

Bộ ngắt mạch sự cố chạm đất (GFCI)

Bộ ngắt mạch GFCI giúp bảo vệ sự cố chạm đất. Thiết bị này cung cấp một chức năng tương tự như bộ ngắt mạch, ở chỗ chúng cảm nhận sự thay đổi của dòng điện, nhưng chúng nhạy hơn nhiều so với bộ ngắt mạch và ngắt dòng điện khi chúng cảm nhận được sự dao động rất nhỏ của dòng điện. GFCI giúp bảo vệ chống lại các cú giật điện có thể xảy ra trong ngắn mạch kiểu sự cố chạm đất.

Bộ ngắt mạch Arc-Fault (AFCI)

Bộ ngắt mạch Arc-Fault i chống lại sự phóng điện, tức là tia lửa điện xảy ra khi điện nhảy giữa các tiếp điểm kim loại, chẳng hạn như có thể xảy ra khi kết nối dây bị lỏng nhưng không được tách ra hoàn toàn. AFCI giống như một thiết bị dự đoán ngắn mạch và tắt nguồn trước khi nó có thể đạt đến tình trạng ngắn mạch. Không giống như GFCI, được thiết kế để bảo vệ chống giật, AFCI giúp để ngăn ngừa hỏa hoạn do phóng điện hồ quang. 

Xử lý ngắn mạch

Dấu hiệu đoản mạch phổ biến nhất là khi cầu dao cắt và làm ngắt mạch. Tuy nhiên, có những điều kiện khác có thể làm ngắt cầu dao, chẳng hạn như quá tải điện, vì vậy điều quan trọng là phải xác định lý do tại sao cầu dao bị cắt. Nếu cầu dao tiếp tục hoạt động ngay sau khi reset, thì đó là một dấu hiệu cho thấy có sự cố dây điện ở đâu đó dọc theo mạch hoặc ở một trong các thiết bị được kết nối với mạch đó.

Làm theo quy trình này nếu bạn nghi ngờ bị đoản mạch:

Xác định vị trí bộ ngắt mạch bị cắt: Tại bảng điều khiển chính, hãy tìm một bộ ngắt mạch riêng lẻ có cần gạt đã chuyển qua vị trí tắt. Một số cầu dao có cửa sổ màu đỏ hoặc cam để giúp bạn dễ dàng nhận ra. Cầu dao bị cắt này sẽ xác định mạch nơi có sự cố. Để bộ ngắt mạch tắt khi bạn kiểm tra dọc theo mạch.

Kiểm tra dây nguồn của thiết bị: Kiểm tra tất cả các dây nguồn cắm vào ổ cắm dọc theo mạch điện bị cắt. Nếu bạn phát hiện thấy bất kỳ chỗ nào bị hư hỏng hoặc lớp cách điện bằng nhựa bị chảy ra, rất có thể ngắn mạch nằm trong thiết bị. Rút phích cắm của các thiết bị này khỏi mạch điện. Nếu bạn nghi ngờ thiết bị này, hãy bật lại cầu dao sau khi rút phích cắm. Nếu bây giờ mạch vẫn hoạt động mà không bị cắt lần nữa, có nghĩa là sự cố nằm trong thiết bị. Tuy nhiên, nếu bộ ngắt mạch hoạt động trở lại ngay lập tức, hãy chuyển sang bước tiếp theo.

Tắt tất cả các công tắc đèn và thiết bị dọc theo mạch điện. Sau đó, vặn cầu dao về vị trí BẬT.

Bật lần lượt từng công tắc đèn hoặc công tắc thiết bị. Nếu bạn chạm vào một công tắc khiến bộ ngắt mạch hoạt động trở lại, bạn đã xác định được đoạn dây mạch có kết nối lỏng lẻo hoặc có vấn đề về dây điện.

Sửa chữa sự cố dây mạch. Đây là bước có thể cần đến sự trợ giúp của thợ điện chuyên nghiệp. Đừng tự sửa trừ khi bạn rất tự tin về kiến thức và trình độ kỹ năng của mình. Việc sửa chữa này sẽ bao gồm việc tắt mạch, sau đó mở ổ cắm và hộp công tắc để kiểm tra dây điện và các kết nối dây và thực hiện bất kỳ sửa chữa nào cần thiết.

Nếu bạn không thể tìm thấy bất kỳ vấn đề rõ ràng nào ở một trong các thiết bị cắm điện hoặc kết nối dây cố định, vấn đề có thể ẩn ở đâu đó trong hệ thống dây điện trên tường. Giải quyết vấn đề này bạn sẽ phải gọi thợ điện để giải quyết. Không kích hoạt lại mạch điện cho đến khi vấn đề đã được xác định và sửa chữa vì làm như vậy sẽ gây nguy cơ hỏa hoạn và điện giật cho bạn và gia đình. Bất kỳ mùi khói nào hoặc dấu hiệu của than hoặc nhựa chảy là dấu hiệu bạn đang gặp vấn đề nghiêm trọng.

Nếu bạn đang cần tìm địa chỉ gia công mạch in PCB chất lượng cao thì Điện Tử Tương Lai luôn sẵn sàng hỗ trợ!