ここにはすでにいくつかの素晴らしい答えがありますが、いくつかの数学を示すことは理解に役立つと思いました。
ノート
- 物事を少し簡単にするために、純粋な抵抗負荷に焦点を当て、インピーダンス、力率などを無視します。
- より正確な結果を得るために、回路内のすべての配線の抵抗を含めます。すべての例で、200 Aの12 AWG銅線が使用されていると仮定します(0.00193オーム/フィート)。特に指定しない限り
最初に、単一の60ワットの電球のみを含む単純な回路から始めます。
このように総抵抗を計算できます
Rt = R1 + R2
これRt
が総抵抗、R1
電球R2
の抵抗、ワイヤの抵抗です。
Rt = 240 ohms + 0.386 ohms
Rt = 240.386 ohms
次に、オームの法則を使用して、回路を流れる合計電流を計算できます。
It = E / Rt
It = 120 volts / 240.386 ohms
It = 0.499 amperes
この例から、回路は約半分の電流しか消費しないことがわかります。
電球を取り外して「回路を完成」したらどうなりますか?
電球がなくなった場合、回路内の抵抗はワイヤーだけです。
Rt = 0.386 ohms
それを使用して電流を計算する
It = 120 volts / 0.386 ohms
It = 310.88 amperes
回路ブレーカーで許容される定格電流(20アンペア)の15.5倍の電流が流れます。これにより、回路ブレーカーがトリップし、回路が開きます。
次に、より複雑な例を見てみましょう。ここでは、3つの電球が並列に並んでいます。
並列回路の抵抗を計算するには、抵抗を加算するほど簡単ではありません。代わりに、逆数を追加し、結果で1を割ります。
Rt = 1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3)
Rt = 1 / (1/240 ohms + 1/240 ohms + 1/240 ohms)
Rt = 80 ohms
次に、回路内のワイヤの抵抗を追加する必要があります。
Rt = 80 ohms + 0.386 ohms
Rt = 80.386 ohms
回路を流れる電流を計算できます:
It = 120 volt / 80.386 ohms
It = 1.49 amperes
最後に、電球の1つを取り外して「回路を完成」しましょう。
この例では、電球の抵抗は、12 AWG銅線の1 'の抵抗に置き換えられます。
Rt = 1 / (1/240 ohms + 1/240 ohms + 1/0.00193 ohms
Rt = 0.001929969 ohms
ここでも、回路内のワイヤの抵抗を追加する必要があります。
Rt = 0.001929969 ohms + 0.386 ohms
Rt = 0.387929969 ohms
抵抗が低いため、電流が非常に高くなると想定できます。
It = 120 volts / 0.387929969 ohms
It = 309.3341829759 amperes
ここでも、電流は定格回路容量の15.5倍を超えています。これにより、回路ブレーカーがトリップするはずです。
tl; dr
「回路を完成させる」ことにより、実際には短絡(低抵抗の経路)が作成されます。この経路を通る抵抗は非常に低いため、電流は常に非常に高くなります。回路ブレーカーは高電流に反応し、配線が損傷する前に回路を開きます。