Kort

Kortsluiting is een onbedoelde verbinding tussen twee klemmen die de belasting van stroom voorzien. Het kan zowel in AC- als DC-circuit gebeuren, als het een AC-voeding is, kan kortsluiting de stroomvoorziening van het hele gebied uitschakelen, maar er zijn zekeringen en beveiligingscircuits tegen overbelasting op veel niveaus, van de krachtcentrale tot het huis. En als het een gelijkstroombron is, zoals een batterij, kan deze de batterij opwarmen en zal de batterij zeer snel leeg raken. In sommige gevallen kan de batterij exploderen. Er zijn veel manieren om het circuit te beschermen tegen kortsluiting en er zijn veel soorten zekeringen beschikbaar voor overbelastingsbeveiliging.

We gaan een eenvoudig kortsluitbeveiligingscircuit voor gelijkspanning ontwerpen en bestuderen. Het circuit is ontworpen met als doel het microcontrollercircuit veilig te laten werken en kan het beschermen tegen beschadiging door kortsluiting in een ander deel van het circuit.

Componenten vereist

• SK100B PNP-transistor - 1 nrs.
• BC547B NPN-transistor - 1 nrs.
• 1kΩ weerstand - 1 nrs.
• 10kΩ weerstand - 1 nrs.
• 330Ω weerstand - 2 nrs.
• 470Ω weerstand - 1 nrs.
• Voeding 6VDC - 1Nos.
• Breadboard - 1 nrs.
• Verbindingsdraden - volgens vereiste

SK100B PNP-transistor

Beginnend bij de inkeping van de transistor is Emitter, midden is basis en laatste is Collector

• Zender - E
• Basis - B
• Collector - C

BC547B NPN-transistor

Beveiligingsschakeling tegen kortsluiting

Een bekend voorbeeld van kortsluiting is wanneer de positieve en negatieve pool van een batterij met elkaar zijn verbonden met een geleider met lage weerstand, zoals een draad. In deze toestand kan de batterij in brand vliegen en zelfs ontploffen. Dat is wat er vaak gebeurt met mobiele batterijen in mobiele telefoons.

Om deze kortsluiting te voorkomen, wordt een kortsluitbeveiligingscircuit gebruikt. Kortsluitbeveiligingscircuit zal de stroomstroom omleiden of het contact tussen het circuit en de stroombron verbreken.

Soms ervaren we dan een stroomstoring met een plotselinge vonk tijdens het gebruik van defecte huishoudelijke apparaten zoals oven, strijkijzer, enz. De reden hierachter is dat er ergens een overtollige stroom door een circuit in dat defecte apparaat vloeit. Dit kan leiden tot schokken of kan het huis in brand steken als het niet wordt beschermd. Dus een zekering of stroomonderbreker wordt gebruikt om dergelijke schade te voorkomen. In een dergelijke toestand verbreekt de stroomonderbreker of zekering de stroomtoevoer naar het huis. Een zekeringsonderbrekercircuit is ook een vorm van kortsluitbeveiligingscircuit, waarbij een draad met lage weerstand wordt gebruikt die smelt en de hoofdvoeding naar het huis ontkoppelt wanneer er overtollige stroom doorheen gaat.

Dus hier gaan we een circuit bestuderen en ontwerpen om de schade als gevolg van kortsluiting erin te voorkomen.

Schakelschema

Werking van kortsluitbeveiligingscircuit

Een eenvoudig DC-kortsluitbeveiligingscircuit met laag vermogen wordt hierboven getoond dat bestaat uit twee transistorcircuits, een is een BC547 NPN-transistorcircuit en een ander is een SK100B PNP-transistorcircuit. De ingang wordt aan het circuit geleverd met behulp van een 5V DC-voeding, die kan worden geleverd door een batterij of een transformator.

De werking van het circuit is eenvoudig, wanneer groene LED D1 brandt, werkt het circuit normaal en is er geen risico op schade. Verwacht wordt dat de rode LED D2 alleen brandt als er kortsluiting is.

Wanneer de voeding wordt ingeschakeld, wordt transistor Q1 voorgespannen en begint te geleiden en gaat LED D1 AAN. Gedurende deze tijd blijft de rode LED D2 uit omdat er geen kortsluiting is.

Het oplichten van Groene LED D1 geeft ook aan dat de voedingsspanning en de uitgangsspanning ongeveer gelijk zijn.

In ons stimulatiecircuit hebben we een 'kortsluiting' gegenereerd met een schakelaar aan de uitgang. Wanneer de 'kortsluiting' optreedt, daalt de uitgangsspanning naar 0V en stopt Q1 met geleiden omdat de basisspanning 0V is. Transistor Q2 stopt ook met geleiden omdat de collectorspanning ook daalde tot 0V.

Dus nu stroomt er stroom door RODE led D2 en gaat deze door de aarde via het kortsluitpad (door de schakelaar). Dat zorgt ervoor dat de rode LED D2 begint te geleiden terwijl deze voorwaarts is voorgespannen en geeft aan dat er een kortsluiting is gedetecteerd en de stroom wordt omgeleid door de RODE LED D2 in plaats van het hele circuit te beschadigen.