Das Verständnis des Unterschieds zwischen offenem und Kurzschluss hilft uns dabei, die beiden Extreme Zustände in unserem Stromkreis sowie die damit verbundenen Risiken und Gefahren zu analysieren.
Was ist ein offener Stromkreis?
Was bedeutet es, wenn wir einen offenen Stromkreis haben?
Wie der Name schon sagt, ist ein offener Stromkreis ein Stromkreis mit einem „offenen“ Pfad, einem „Loch“, einem „nicht geschlossenen“ oder, anders gesagt, einem „getrennten“ Stromkreis. Ein offener Stromkreis ist ein Stromkreis mit einem getrennten Anschluss oder Punkt.
Wie wir bereits über elektrischen Strom gelernt haben, ist der Hauptgrund für das Fließen eines elektrischen Stroms im Stromkreis, dass er einen Pfad von positiver zu negativer Polarität bereitstellen muss. Der Pfad sollte keine Löcher aufweisen.
Ein getrennter Stromkreis ist dasselbe wie ein unterbrochener Stromkreis, da sein elektrischer Pfad unterbrochen ist.
Aber bedenken Sie, dass nicht jeder offene Stromkreis ein Unfall ist. Manchmal schaffen wir absichtlich einen offenen Pfad im Stromkreis. Das häufigste Beispiel für diesen Zweck ist ein Schalter zum Ausschalten einer Lampe.
Da der Schalter offen ist, hat unser Stromkreis keinen geschlossenen Pfad, daher fließt kein elektrischer Strom zur Lampe.
Für unsere Studie hier verwenden wir zur einfacheren Erklärung einen Gleichstromkreis.
Zum besseren Verständnis betrachten Sie den Schaltkreis unten.
Hier haben wir einen Schaltkreis mit einem Zweipunktanschluss, a und b.
Der offene Schaltkreis ist das Anschluss Paar, das extern voneinander getrennt ist. Da sie nicht verbunden sind, fließt kein elektrischer Strom durch sie.
Im Vergleich mit einem normalen Schaltkreis auf der rechten Seite.
Die Schaltkreise oben zeigen uns den Leerlaufwiderstand. Eine Leerlaufspannung ist die Spannung, die an einem Paar Anschlüsse gemessen wird, wenn kein elektrischer Strom durch sie fließt. In diesem Pfad wird der Quelle kein elektrischer Strom entnommen.
Wir können das Ohmsche Gesetz verwenden, um dies einfacher zu machen.
Da kein elektrischer Strom fließt, setzen wir I = 0 A, also
Das Gleiche gilt, wenn wir das Gegenteil tun
Wobei R ∞ ist, also
Welche Schlussfolgerung können wir aus dieser einfachen Berechnung ziehen?
Wir können daraus schließen, dass ein offener Stromkreis keine Verletzungen oder ernsthaften Probleme verursacht, da kein elektrischer Strom vorhanden ist, der die Umgebung schädigen könnte. Wir müssen nur darauf achten, diese offenen Anschlüsse nicht versehentlich mit irgendetwas zu verbinden, insbesondere nicht mit unseren Körperteilen.
Auch wenn kein elektrischer Strom durch die offenen Anschlüsse fließt, ist die Spannung bis zur maximalen von der Quelle gelieferten Spannung immer noch vorhanden.
Aber ein offener Anschluss bedeutet nicht immer, dass unser Stromkreis abgeschaltet wird. Es hängt von unserer Schaltung Konfiguration ab, ob sie funktioniert, ob wir nun absichtlich oder nicht ein Loch in unseren Stromkreis Pfad machen.
In einem Reihenstromkreis verhindert ein offener Anschluss, dass der elektrische Strom durch den Stromkreis fließt. Stellen Sie sich als Beispiel einen Taschenlampen Stromkreis vor, der einfach aus einer Batterie, einem Schalter und einer Lampe besteht, die alle in Reihe geschaltet sind.
Sobald der Schalter geöffnet ist, wird der elektrische Strom unterbrochen, die Lampe leuchtet nicht.
Was ist mit einem offenen Parallelstromkreis?
Wenn ein Parallelstromkreis an einem seiner Zweige einen offenen Anschluss hat, fließt der elektrische Strom zu einem anderen geschlossenen Stromkreis Zweig. Die Folge ist natürlich, dass durch die geschlossenen Stromkreis Zweige ein höherer Strom fließt.
Was ist ein Kurzschluss?
Wie sieht ein geschlossener Stromkreis aus?
Das Gegenteil eines offenen Stromkreises ist ein geschlossener Stromkreis. Ein geschlossener Stromkreis ist ein Stromkreis, in dem es keinen unterbrochenen Punkt, kein unterbrochenes Terminal und keinen unterbrochenen Pfad gibt.
Kurzschluss und geschlossener Stromkreis basieren beide auf demselben Prinzip. Was ist also der Unterschied zwischen Kurzschluss und geschlossenem Stromkreis?
Kurzschluss ist ein geschlossener Stromkreis, in dem sich keine Last befindet.
Wenn wir von keiner Last sprechen, bedeutet das, dass unser Stromkreis nur eine Quelle mit einem geschlossenen Leiter Pfad hat, der die positive Polarität einer Quelle direkt mit ihrer negativen Polarität verbindet.
Verwenden Sie unten einen offenen Stromkreis, um sich einen geschlossenen Stromkreis leichter vorstellen zu können.
Ein Kurzschluss ist ein Paar von Anschlüssen, die extern miteinander verbunden sind. Da sie nur direkt über einen Leiterdraht verbunden sind, liegt an ihnen keine Spannung an.
Warum ist der Widerstand Null? Ein Kurzschlussstrom ist ein Stromfluss durch ein Paar Anschlüsse mit Nullspannungs Unterschied.
Unter idealen Bedingungen hat ein Kurzschluss genau Null Widerstand, da keine Last im Stromkreis installiert ist.
Aber im realen Stromkreis hat er immer noch einen sehr geringen Widerstand vom Leiterdraht.
Lassen Sie uns zunächst den idealen Zustand verwenden. Nehmen wir an, dass R = 0 ist, dann
Was kann ein Kurzschluss verursachen?
Kurzschlüsse führen zu hohem Stromfluss im Schaltkreis und können diesen beschädigen. Darüber hinaus wird bei einer Hochspannungsquelle eine große Menge an elektrischer leistung oder Wärme erzeugt oder sogar ein Feuer ausgelöst. Unsere elektrischen Geräte können kaputt gehen und alle Leiter Drähte können schmelzen.
Bedenken Sie, dass ein Leiterdraht in der Praxis einen Widerstand ungleich Null hat. Er kann sehr gering sein, aber nicht genau Null.
Was passiert, wenn wir einen Kurzschluss in einem Reihen Schaltkreis haben?
Ein kurzer Reihen Schaltkreis unterscheidet sich nicht von einem geschlossenen Schalter. Er fungiert als Leiterdraht, um elektrische Ströme zu leiten.
Was passiert, wenn wir einen Kurzschluss in einem Parallelstromkreis haben?
Im Gegensatz zum Kurzschluss in der Reihe bedeutet ein Kurzschluss in der Parallelschaltung, dass wir einen Leiterdraht in eine Parallelschaltung in den Stromkreis einbauen.
Denken Sie daran, dass der Strom wahrscheinlich den Weg mit dem geringsten Widerstand als Fließweg wählt. Je geringer der Widerstand in einem Zweig ist, desto mehr Strom fließt durch diesen Zweig.
Wenn wir einen idealen Kurzschluss verwenden, ist der Widerstand in diesem Zweig Null und der Strom unendlich.
Der äquivalente Widerstand der Schaltung oben ist
Unterschied zwischen Kurzschluss und offenem Stromkreis
Ein offener Stromkreis ist eine Unterbrechung des elektrischen Stromflusses, da er verhindert, dass dieser durch den Stromkreis fließt, während ein offener Stromkreis ein enormer elektrischer Strom ist, der durch einen Stromkreis Pfad mit nahezu null Widerstand fließt.
Sowohl ein offener Stromkreis als auch ein Kurzschluss können als Stromkreisfehler betrachtet werden. Aber zwei von ihnen haben unterschiedliche Eigenschaften.
In einem offenen Stromkreis ist der im Stromkreis fließende Strom null. In einem geschlossenen Stromkreis hingegen ist der im Stromkreis fließende Strom sehr hoch (unendlich).
Der Widerstand in einem offenen Stromkreis ist sehr hoch (unendlich), während ein Kurzschluss einen sehr geringen Widerstand (null) hat.
Der Spannungsabfall über dem offenen Stromkreis Anschluss ist gleich der Spannungsquelle. Über dem Kurzschluss Anschluss ist der Spannungsabfall null, da der Widerstand null ist.
Die Zusammenfassung zwischen offenem und Kurzschluss ist aus den folgenden Abbildungen ersichtlich.
Obwohl diese beiden als schädlich gelten, können wir diese extremen Bedingungen nutzen, um etwas zu machen.
Ein ideales Voltmeter ist ein offener Stromkreis mit sehr großem Widerstand (nicht unendlich).
Ein ideales Amperemeter ist ein geschlossener Stromkreis mit sehr geringem Widerstand (ungleich Null).
Zusammenfassung von Unterbrechung und Kurzschluss
Ein offener Stromkreis bedeutet eine Unterbrechung in unserem elektrischen Pfad, es fließt kein elektrischer Strom durch ihn.
Ein offener Stromkreis hat einen unendlichen Widerstand und keinen elektrischen Strom.
Ein Kurzschluss bedeutet einen Pfad mit sehr geringem Widerstand, der einen ungewöhnlich hohen Stromfluss in unserem Stromkreis erzeugen kann. Der Pfad mit dem geringsten Widerstand ist die Abkürzung, die der elektrische Strom zum Fließen verwendet.
Ein Kurzschluss hat einen Widerstand von nahezu null und einen hohen elektrischen Stromfluss.
Wichtige Unterschiede:
- Stromfluss: In einem offenen Stromkreis fließt kein Strom, während in einem Kurzschluss ein sehr hoher Strom fließt.
- Widerstand: Ein offener Stromkreis hat einen unendlichen Widerstand, während ein Kurzschluss einen Widerstand von nahezu null hat.
- Ursache: Ein offener Stromkreis kann durch ein defektes Bauteil, eine defekte Verbindung, ein defektes Kabel oder einen offenen Schalter verursacht werden. Ein Kurzschluss kann durch eine defekte Isolierung verursacht werden.
- Beispiel: Ein offener Stromkreis ist der Stromkreis einer Taschenlampe, der durch Öffnen des Schalters ausgeschaltet wird. Ein Kurzschluss ist ein ausgefranstes Stromkabel, bei dem sich freiliegende Drähte berühren.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen einem Kurzschluss und einem offenen Stromkreis?
Ein offener Stromkreis ist eine Unterbrechung des elektrischen Stromflusses, da er den Stromfluss durch den Stromkreis verhindert, während bei einem offenen Stromkreis ein enormer elektrischer Strom durch einen Stromkreis Pfad mit nahezu null Widerstand fließt.