Wat is kortsluiting precies in elektriciteit?

Antoni, 25 jaar
10 april 2010

Ik zou graag weten wat het natuurkundige verschijnsel kortsluiting precies inhoudt en wat er precies gebeurd bij het kortsluiten van bijvoorbeeld een LC-circuit [dit is een circuit met een spoel en een condensator]. Ik heb onlangs LC-circuits bestudeerd en men sprak van dit elektrische systeem kort te sluiten, waarbij dan gewoon de spanningsbron uit de schakeling werd verwijderd door een schakelaar te verzetten.
Elektronen gingen stromen door het ontladen van de condensator maar er gebeurde niks "slecht" zoals het verbranden van componenten in de schakeling en dergelijke ...
In welke gevallen is kortsluiten equivalent met het verwijderen van de spanningsbron uit een elektrisch circuit en wanneer duidt het op iets anders?

Antwoord

Beste Antoni,

Je vraag is tweeledig.
Over wat het eerste deel betreft: "Wat is een kortsluiting precies?" kunnen we kort zijn.

Een kortsluiting is een ( al dan niet gewilde) verbinding tussen twee (of meerdere) punten in een elektrisch circuit via een zéér lage weerstandswaarde. Meestal is dit gewoon een verbinding via een verbindingsdraad uit kopermateriaal.

Het tweede deel van je vraag: "In welke gevallen is kortsluiten equivalent met het verwijderen van de spanningsbron uit een elektrisch circuit en wanneer duidt het op iets anders?" vergt iets meer uitleg.

Bij het  bestuderen van een aantal elektrische of elektronische circuits is het soms aangewezen om bij berekeningen een deel van het circuit (denkbeeldig) kort te sluiten, dit om bepaalde veronderstellingen en berekeningen te kunnen maken, bv. bij het bepalen van een Thévenin equivalente weerstand van een circuit. Hier wordt er een ideale spanningsbron slechts denkbeeldig kortgesloten, omdat ze fysisch wel kan gemeten maar niet kan kortgesloten worden...

Soms gaat men bij het aantonen en berekenen van een aantal principes in een elektrisch circuit een kortsluiting maken die je ook praktisch zou kunnen uitvoeren. Dit is het geval met je LC-circuit. Indien je via een spanningsbron het systeem in een regimetoestand hebt gebracht kan je zo theoretisch (maar het zou ook praktisch kunnen) nagaan wat het effect is van het wegnemen van de spanningsbron en het kortsluiten van het LC-circuit. Hier gebeurt er niets "ergs" omdat er in het systeem maar een beperkte tijd een beperkte stroom kan vloeien. De lading opgeslagen in de condensator is immers eindig...

Of een kortsluiting die je praktisch maakt ook "erge" gevolgen heeft hangt af van welke punten in een circuit je kortsluit.  Dit heeft te maken met de elektrische stroom die continue zal kunnen vloeien door je kortsluitverbinding.  Is deze stroom groot, doordat de equivalente weerstand van het circuit klein is, dan zal er meestal iets stuk gaan, wat dat is hangt af van je circuit. Een  voorbeeldje zegt misschien meer:  stel dat je een stopkontakt zou kortsluiten (nooit doen!) dan zal je het 230V lichtnet, wat een spanningsbron is met een zéér kleine inwendige  equivalente weerstand, kortsluiten!
Het gevolg is dat de stroom die gaat vloeien door je kortsluitverbinding alleen nog wordt beperkt door de weerstand van de leidingen van je elektrische installatie en je kortsluitdraad. Deze weerstand is maar enkele honderden milliOhm groot, met als gevolg een gigantisch grote stroom! (stoom=spanning/weerstand) Gelukkig heeft elke elektrische installatie een automatische zekering die de leiding zal beveiligen door na een tijdje (milliseconden) de leiding af te schakelen. Zo niet zou de leiding en je kortsluitdraad op een fractie van een seconde  smelten met een explosie tot gevolg...
Dit effect kan je zien in het youtube filmpje.


 

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2018
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen