Có một số câu trả lời tuyệt vời ở đây rồi, nhưng tôi nghĩ có thể chỉ ra một số phép toán sẽ giúp hiểu.
GHI CHÚ
- Để giữ cho mọi thứ đơn giản hơn một chút, chúng tôi sẽ tập trung vào tải thuần trở và bỏ qua trở kháng, hệ số công suất, v.v.
- Để có kết quả chính xác hơn, chúng tôi sẽ bao gồm điện trở của tất cả các dây trong mạch. Đối với tất cả các ví dụ, chúng tôi sẽ giả sử 200 'trong số 12 dây đồng AWG được sử dụng (0,00193 ohms / ft). Trừ khi được quy định khác
Chúng ta sẽ bắt đầu với một mạch đơn giản, chỉ chứa một bóng đèn 60 watt duy nhất
Chúng ta có thể tính tổng trở kháng như thế này
Rt = R1 + R2
Dưới đây Rt
là tổng điện trở, R1
là điện trở của bóng đèn, còn R2
điện trở của dây.
Rt = 240 ohms + 0.386 ohms
Rt = 240.386 ohms
Tiếp theo, chúng ta có thể sử dụng định luật Ohm để tính tổng dòng điện qua mạch.
It = E / Rt
It = 120 volts / 240.386 ohms
It = 0.499 amperes
Thông qua ví dụ này, bạn có thể thấy rằng mạch sẽ chỉ rút ra khoảng một nửa ampe.
Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta loại bỏ bóng đèn và "hoàn thành mạch"?
Khi bóng đèn biến mất, điện trở duy nhất trong mạch là dây.
Rt = 0.386 ohms
Sử dụng để tính toán hiện tại
It = 120 volts / 0.386 ohms
It = 310.88 amperes
Chúng tôi kết thúc với mức rút hiện tại gấp 15,5 lần dòng định mức (20 ampe) được cho phép bởi bộ ngắt mạch. Điều này làm cho bộ ngắt mạch bị ngắt và mở mạch.
Tiếp theo chúng ta sẽ xem xét một ví dụ phức tạp hơn, nơi chúng ta có ba bóng đèn song song.
Để tính toán điện trở trong một mạch song song, không đơn giản như cộng các điện trở lại với nhau. Thay vào đó, bạn đã thêm các đối ứng và chia 1 cho kết quả.
Rt = 1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3)
Rt = 1 / (1/240 ohms + 1/240 ohms + 1/240 ohms)
Rt = 80 ohms
Tiếp theo chúng ta sẽ phải thêm điện trở của dây trong mạch.
Rt = 80 ohms + 0.386 ohms
Rt = 80.386 ohms
Chúng ta có thể tính toán dòng điện qua mạch:
It = 120 volt / 80.386 ohms
It = 1.49 amperes
Cuối cùng, hãy loại bỏ một trong các bóng đèn và "hoàn thành mạch".
Trong ví dụ này, điện trở của bóng đèn sẽ được thay thế bằng điện trở 1 'của dây đồng 12 AWG.
Rt = 1 / (1/240 ohms + 1/240 ohms + 1/0.00193 ohms
Rt = 0.001929969 ohms
Một lần nữa chúng ta phải thêm vào điện trở của dây trong mạch.
Rt = 0.001929969 ohms + 0.386 ohms
Rt = 0.387929969 ohms
Do điện trở thấp, chúng ta có thể cho rằng dòng điện sẽ khá cao.
It = 120 volts / 0.387929969 ohms
It = 309.3341829759 amperes
Một lần nữa, dòng điện lớn hơn 15,5 lần công suất mạch định mức, hy vọng sẽ ngắt bộ ngắt mạch.
tl; dr
Bằng cách "hoàn thành mạch", bạn thực sự đang tạo ra một mạch ngắn (đường dẫn điện trở thấp). Bởi vì điện trở thông qua con đường này quá thấp, dòng điện sẽ luôn ở mức khá cao. Bộ ngắt mạch phản ứng với dòng điện cao, và mở mạch trước khi dây có thể bị hỏng.