퓨즈와 차단기

Fuses and circuit breakers

전기를 한꺼번에 많이 쓰면 집 전기가 «딸깍» 하고 나가는데, 그 안에서는 무슨 일이 일어날까요?

무슨 일이 일어났나

퓨즈와 차단기는 회로에 한 줄로 끼워 두었다가, 정해 둔 것보다 큰 전류가 흐르면 회로를 스스로 끊는 부품입니다.

퓨즈는 과전류가 만든 열로 속의 금속이 녹아 끊어지고, 차단기는 스스로 회로를 열었다가(«트립») 망가지지 않아 다시 올려 쓸 수 있습니다.

시뮬레이터에서 기구 1(1.00 A)에 기구 2(2.00 A)까지 켜면 두 전류가 더해진 3.00 A 가 퓨즈 자리로 흐르니, 정격이 그보다 작은 퓨즈라면 이때 끊어집니다.

누전 차단기는 나가는 전류와 돌아오는 전류가 약 5 mA 만 달라져도 회로를 끊는데, 빠르면 1/40 초 만에 끊습니다.

💡 생활 속 예시

한여름에 에어컨 · 전자레인지 · 전기밥솥을 한꺼번에 켰다가 분전반 차단기가 내려가는 일이 있습니다.
자동차 퓨즈 상자에는 전조등 · 와이퍼처럼 회로마다 따로 퓨즈가 꽂혀 있습니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

퓨즈 — 가는 금속 줄이 든 부품 — 과전류의 열로 녹아 회로를 끊고, 한 번 끊기면 새것으로 바꾼다
차단기 — 정해 둔 전류를 넘으면 스스로 회로를 여는 스위치 — 자기는 망가지지 않아 다시 올려 쓴다
누전 차단기 — 나가는 전류와 돌아오는 전류를 견주다가 약 5 mA 가 다르면 회로를 끊는다
분전반 — 집 안 회로마다 차단기를 모아 둔 상자

기구를 켤 때마다 나란히 연결된 갈래 전류가 더해져 차단기 · 퓨즈를 지나는 전류가 커진다
전류가 정격을 넘으면 퓨즈 속 금속이 뜨거워져 녹거나, 차단기가 튕겨 회로를 연다
회로가 열리면 전류가 0 이 되어 전선이 더 뜨거워지지 않는다
원인이 된 기구를 뽑은 뒤 어른이 퓨즈를 새것으로 바꾸거나 차단기를 다시 올린다

확인된 값

퓨즈: 과전류의 열로 금속이 녹아 회로를 끊는다: metal melts and opens the circuit 출처
차단기: 정해 둔 전류를 넘으면 스스로 회로를 연다(다시 쓸 수 있다): trips without damage to itself 출처
누전 차단기(GFCI)가 끊는 들어가고-나오는 전류 차이 (약 5 mA): 0.005 A 출처
누전 차단기(GFCI)가 끊는 데 걸리는 시간 (1/40 초): 0.025 s 출처
전류가 너무 많으면 퓨즈는 녹고 차단기는 튕겨 회로를 연다: fuses melt, breakers trip 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(초등) · 전기의 이용 [6과15-04]
잉글랜드 · KS4 Physics: Electricity
호주 v9 · AC9S6U03

출처

이어서 보기

같은 단원 · 전기 회로

AD · 320×50