У цепи есть два «крайних» состояния, и оба важны для безопасности: обрыв и короткое замыкание.
Обрыв
Цепь разорвана — пути для тока нет, ток через нагрузку равен нулю, прибор не работает.
Но «тока нет» и «опасности нет» — разные вещи. Оборванный провод остаётся соединённым со своей стороны: если разрыв произошёл со стороны нагрузки, кусок провода от щита до обрыва по-прежнему под напряжением. Погасшая лампа не означает, что провод обесточен.
Отдельно опасен обрыв нуля. Пока ноль цел, он удерживает напряжение на приборах около нормы. При обрыве нуля приборы разных фаз оказываются соединёнными последовательно между фазами: на одних напряжение падает, на других резко возрастает — вплоть до значений, при которых техника выходит из строя, а на корпусах может появиться опасный потенциал. Это одна из аварий, которую жилец не может устранить сам.
Признаки, при которых нужно вызывать специалиста, а не искать обрыв самому: часть розеток «пропала» без срабатывания автомата, свет в разных комнатах стал заметно ярче или тусклее, приборы гудят или выходят из строя.
Короткое замыкание (КЗ)
Ток идёт «в обход» нагрузки по пути с почти нулевым сопротивлением. По закону Ома при R → 0 ток резко возрастает: I = U / R. Это очень опасно — провод перегревается, возможен пожар.
Именно от тока короткого замыкания защищают автомат и предохранитель: они быстро разрывают цепь при опасном токе. Поэтому исправная защита — это не формальность.
Проверьте на практике
Разомкните цепь — ток исчезнет. Включите короткое замыкание — увидите, как ток резко вырастает (в реальности тут бы сработал автомат).
Разберём на примере
Линия защищена автоматом 16 А. Происходит замыкание фазы на ноль прямо в розетке.
Шаг 1 — ваш прогноз
Каким окажется ток в момент замыкания?
Шаг 2 — эксперимент
Меняйте одну причину и следите, что происходит с наблюдаемой величиной.
Шаг 3 — объяснение
При замыкании нагрузка исключается из цепи, и ток ограничивает лишь малое сопротивление проводов и источника. Поэтому он вырастает в десятки, а то и сотни раз. Автомат не «держит» ток на уровне номинала: он отключает цепь, а до отключения через провод проходит весь этот ток. Именно на такие токи и рассчитан электромагнитный расцепитель.
Границы модели. Модель показывает рост тока, но не показывает термическое действие: реальный вопрос не в величине тока, а в том, успеет ли защита отключиться до того, как жила нагреется.
Шаг 4 — перенесите в новую ситуацию
Перенесите: почему в старой проводке с большим сопротивлением петли ток замыкания может оказаться слишком мал, чтобы автомат сработал мгновенно, и чем это опасно?