มีคำตอบที่ดีอยู่แล้ว แต่ฉันคิดว่าการแสดงคณิตศาสตร์บางอย่างอาจช่วยให้มีความเข้าใจ
หมายเหตุ
- เพื่อให้สิ่งต่าง ๆ เรียบง่ายขึ้นเราจะมุ่งเน้นไปที่โหลดตัวต้านทานอย่างหมดจดและไม่สนใจอิมพิแดนซ์ตัวประกอบกำลังและอื่น ๆ
- เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นเราจะรวมความต้านทานของสายไฟทั้งหมดในวงจร สำหรับตัวอย่างทั้งหมดเราจะสมมติว่าใช้ลวดทองแดง 12 AWG 200 นิ้ว (0.00193 โอห์ม / ฟุต) นอกจากที่ระบุไว้
เราจะเริ่มจากวงจรง่าย ๆ ที่มีเพียงหลอดไฟ 60 วัตต์เท่านั้น
เราสามารถคำนวณความต้านทานรวมเช่นนี้
Rt = R1 + R2
นี่Rt
คือความต้านทานรวมR1
คือความต้านทานของหลอดไฟในขณะR2
ที่ความต้านทานของลวด
Rt = 240 ohms + 0.386 ohms
Rt = 240.386 ohms
ต่อไปเราสามารถใช้กฎของโอห์มเพื่อคำนวณกระแสรวมผ่านวงจร
It = E / Rt
It = 120 volts / 240.386 ohms
It = 0.499 amperes
จากตัวอย่างนี้คุณจะเห็นว่าวงจรจะวาดแอมป์เพียงครึ่งเดียว
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราถอดหลอดไฟและ "ทำให้วงจรเสร็จ"
เมื่อหลอดไฟหายไปความต้านทานเพียงอย่างเดียวในวงจรคือลวด
Rt = 0.386 ohms
ใช้สิ่งนั้นเพื่อคำนวณกระแส
It = 120 volts / 0.386 ohms
It = 310.88 amperes
เราสิ้นสุดด้วยการดึงปัจจุบัน 15.5 เท่าของกระแสที่ได้รับอนุญาต (20 แอมแปร์) ที่ได้รับอนุญาตจากเบรกเกอร์ สิ่งนี้ทำให้เบรกเกอร์เดินทางและเปิดวงจร
ต่อไปเราจะมาดูตัวอย่างที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยที่เรามีหลอดไฟสามหลอดพร้อมกัน
ในการคำนวณความต้านทานในวงจรคู่ขนานมันไม่ง่ายเท่ากับการเพิ่มความต้านทานเข้าด้วยกัน แต่คุณได้เพิ่มส่วนกลับและหาร 1 ด้วยผลลัพธ์
Rt = 1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3)
Rt = 1 / (1/240 ohms + 1/240 ohms + 1/240 ohms)
Rt = 80 ohms
ต่อไปเราจะต้องเพิ่มความต้านทานของลวดในวงจร
Rt = 80 ohms + 0.386 ohms
Rt = 80.386 ohms
เราสามารถคำนวณกระแสผ่านวงจร:
It = 120 volt / 80.386 ohms
It = 1.49 amperes
ในที่สุดลองเอาหลอดไฟอันใดอันหนึ่งออกและ "ทำให้ครบวงจร"
ในตัวอย่างนี้ความต้านทานของหลอดไฟจะถูกแทนที่ด้วยความต้านทาน 1 'ของ 12 ลวดทองแดง AWG
Rt = 1 / (1/240 ohms + 1/240 ohms + 1/0.00193 ohms
Rt = 0.001929969 ohms
อีกครั้งเราต้องเพิ่มความต้านทานของลวดในวงจร
Rt = 0.001929969 ohms + 0.386 ohms
Rt = 0.387929969 ohms
เนื่องจากความต้านทานต่ำเราจึงสามารถสันนิษฐานได้ว่ากระแสไฟฟ้าจะค่อนข้างสูง
It = 120 volts / 0.387929969 ohms
It = 309.3341829759 amperes
อีกครั้งในปัจจุบันมากกว่า 15.5 เท่าของความจุวงจรจัดอันดับซึ่งหวังว่าจะเดินทางเบรกเกอร์
TL; DR
โดย "การทำให้ครบวงจร" คุณกำลังสร้างลัดวงจร (เส้นทางต้านทานต่ำ) เนื่องจากความต้านทานผ่านเส้นทางนี้ต่ำมากกระแสจะค่อนข้างสูงเสมอ เบรกเกอร์วงจรตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าสูงและเปิดวงจรก่อนที่สายไฟอาจเสียหายได้