EN
Liên kết nhanh
Mạch hở là yếu tố cốt lõi trong cả các tình huống kỹ thuật cao lẫn cơ bản. Ví dụ, nếu một ngày đèn của bạn không thể bật được, hoặc bạn muốn cải thiện độ tin cậy của hệ thống điện cho sản phẩm của mình, hay khắc phục sự cố trên mạch in (PCB), thì sau khi hiểu được khái niệm về mạch hở, bạn sẽ xác định được hướng đi tổng quát và tìm ra nguyên nhân cũng như giải pháp từ hướng đó. Việc hiểu cách các mạch điện có thể hoạt động sai do hiện tượng mạch hở, cũng như cách phòng ngừa và xử lý các tình huống như vậy, có thể giúp bạn nắm rõ hơn về độ an toàn và độ tin cậy – từ những phòng khách nhỏ đến các nhà máy điện quy mô lớn.
Để mô tả và phân tích một cách cơ bản, mạch hở về cơ bản là một mạch không hoàn chỉnh. Trong tất cả các mạch hiện đại có khả năng hoạt động, phải có một đường dẫn liên tục và không bị gián đoạn cho dòng điện chạy qua, cho phép các electron đi từ nguồn điện qua mạch, qua các thành phần mạch và sau đó trở về. Khi xảy ra sự cố đứt mạch, ví dụ như dây dẫn bị đứt, cầu chì bị cháy hoặc công tắc bị ngắt kết nối, điều này sẽ ngăn cản dòng điện chạy trong mạch.
Trong một mạch nối tiếp hoạt động bình thường, mỗi thành phần được nối tiếp với nhau theo thứ tự. Nếu bất kỳ thiết bị hay kết nối nào gặp sự cố mạch hở (ví dụ như bóng đèn bị cháy), dòng điện trong mạch sẽ ngừng hoàn toàn. Mặt khác, do có nhiều đường dẫn cho dòng điện, các mạch song song thường vẫn có thể tiếp tục hoạt động ngay cả khi một nhánh bị ngắt.
Mạch hở đề cập đến một mạch điện mà dòng điện không thể đi qua hoàn toàn - điều này có thể là do cố ý (các công tắc, cầu chì hoặc thiết bị ngắt mạch) hoặc do vô tình (hỏng linh kiện hoặc bị ngắt kết nối).
Một mạch điện đề cập đến một mạch được tạo thành bằng cách nối hai hoặc nhiều linh kiện với nhau bằng dây dẫn và nguồn điện để tạo thành một đường dẫn hoàn chỉnh cho dòng điện chạy qua.
Trong trường hợp mạch hở, khi xuất hiện điểm đứt trong mạch, hiệu điện thế giữa hai điểm trong mạch vẫn có thể được đo. Hiệu điện thế này được gọi là điện áp mạch hở. Điện áp mạch hở là điện áp xuất hiện tại các điểm hở, ví dụ như ở hai đầu cực của một pin bị ngắt kết nối hoặc giữa các tiếp điểm của một công tắc đang mở.
Điện trở trong mạch: Khi một mạch bị hở, điện trở của mạch tại điểm đứt được xem là vô hạn. Theo định luật Ohm:
[ I = \frac{V}{R} ]
Ở đâu
Nếu ( R \to \infty ) (như trong mạch hở), thì ( I \to 0 ), nghĩa là không có dòng điện chạy qua.
Khi xảy ra sự cố đứt mạch, mạch điện do chúng tôi thiết kế sẽ ngắt tại vị trí đó. Hành động này sẽ làm các thiết bị điện tử không còn hiệu lực.
Việc hiểu cách các mạch hở ảnh hưởng đến các cấu hình khác nhau là rất quan trọng trong cả kỹ thuật điện và xử lý sự cố thực tế.
Một mạch nối tiếp có tất cả các thành phần được nối liền với nhau đầu-nối-đuôi. Khi xảy ra mạch hở trong mạch nối tiếp (ví dụ: một thiết bị bị hỏng hở):
Trong mạch song song, các nhánh tạo ra nhiều đường dẫn. Khi một nhánh bị hở:
Ảnh hưởng của mạch hở trong mạch nối tiếp so với mạch song song
Loại Mạch |
Thiết bị hỏng hở mạch |
Ảnh hưởng đến hệ thống |
Mạch nối tiếp |
Một đèn bị hỏng hở mạch |
Tất cả các đèn tắt (dòng điện ngừng) |
Song song |
Một đèn bị hỏng hở mạch |
Chỉ đèn đó tắt, các đèn khác vẫn hoạt động |
Nếu có một mạch hở trong mạch nối tiếp, toàn bộ hệ thống sẽ ngừng hoạt động, nhưng trong mạch song song, chỉ các nhánh đó bị ảnh hưởng.
Điện áp mạch hở là một phép đo quan trọng, đặc biệt để chẩn đoán lỗi và hiểu được tiềm năng của mạch.
Là hiệu điện thế giữa hai điểm của thiết bị hoặc mạch khi không có dòng điện chạy qua (mạch đang mở).
Giữa các đầu nối hở: một pin chưa được kết nối với tải, hoặc hai điểm của một công tắc đang mở.
Nó cho bạn biết nguồn điện có đang hoạt động tốt hay có sự ngắt mạch ở phía sau hay không.
Hiểu những yếu tố có thể dẫn đến mạch hở là rất quan trọng đối với cả thiết kế chủ động lẫn sửa chữa.
Aptomát không phải là biện pháp phòng ngừa duy nhất. Cầu chì và aptomát có thể cung cấp sự bảo vệ tốt, ngăn chặn nguy cơ dòng điện cao gây hư hỏng thiết bị hoặc thậm chí hỏa hoạn.
Cách chẩn đoán và kiểm tra mạch một cách chính xác là bước đầu tiên để hiểu cách loại bỏ các lỗi mạch hở trong hệ thống điện.
Đối với các sự cố mất điện, mục tiêu của chúng tôi là xác định được vị trí sự cố, đặc biệt là độ chính xác, để có thể sửa chữa hiệu quả sự cố đó.
Hiểu rõ sự khác biệt giữa mạch hở và các điều kiện mạch khác như mạch ngắn và mạch kín là nền tảng trong việc xử lý sự cố và kỹ thuật điện.
LOẠI |
Hiện hành |
Kháng cự |
Điện áp trên mạch hở |
Ví dụ |
Khung mở |
Không có dòng điện chạy qua |
Vô hạn |
Nguồn điện áp |
Bóng đèn cháy, cầu chì bị nổ, công tắc ở trạng thái mở |
Mạch kín |
Dòng điện chạy như thiết kế |
Tải điện trở |
Gần bằng không |
Đèn hoạt động, thiết bị điện tử được bật nguồn |
Ngắn mạch |
Dòng điện cao |
Gần bằng không |
Rất thấp (do điện trở dây nối) |
Dây dẫn chập qua ắc quy, cách điện bị hỏng |
Sự khác biệt giữa mạch hở và ngắn mạch
Thông số kỹ thuật |
Khung mở |
Ngắn mạch |
Liên tục |
Không có; mạch bị đứt |
Hoàn chỉnh, nhưng trực tiếp (không có tải) |
Hiện hành |
Không |
Rất Cao |
Kháng cự |
Vô hạn |
Gần Như Không Có |
Điện áp mạch hở |
Bằng với nguồn (xuất hiện tại điểm hở) |
Rất thấp (sụt áp chủ yếu trên dây dẫn) |
Ví dụ |
Công tắc tắt, cầu chì bị cháy, dây dẫn bị ngắt kết nối |
Tua vít chạm vào các cực ổ cắm, dây trần tiếp xúc với kim loại |
Ảnh hưởng an toàn mạch |
Thường an toàn; hệ thống chỉ dừng hoạt động |
Nguy hiểm: sinh nhiệt, cháy, rủi ro thiết bị |
Hiểu được sự khác biệt giữa điều kiện mạch hở và ngắn mạch giúp ngăn ngừa hỏa hoạn do điện, hư hỏng thiết bị và mất điện bất ngờ.
Vai trò của mạch hở không chỉ đơn thuần là lỗi; việc hiểu rõ cả vai trò cố ý và vô tình của mạch hở là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và độ tin cậy của các hệ thống điện.
Một sự cố hệ thống bất ngờ có thể khiến dự án của bạn phải chịu khoản phí vận hành đắt đỏ. Ví dụ, trong bệnh viện và hàng không, điều này có thể gây nguy hiểm đến an toàn tính mạng con người, hoặc trong các trung tâm dữ liệu, bạn có thể phải trả một khoản phí vận hành đáng kể do một sự cố đơn lẻ.
Nhiều nhà thiết kế mạch có hai hàng mạch cho đầu ra, và ngay cả khi một trong hai bị đoản mạch, thì việc sử dụng vẫn không bị ảnh hưởng.
Chẩn Đoán Thông Minh: Có thể được trang bị rơ le phát hiện thông minh hoặc PLC, và có thể tự phát hiện các trường hợp đoản mạch.
Cần thực hiện các biện pháp phòng ngừa và quản lý phù hợp trước khi vận hành, để đảm bảo hệ thống điện hoạt động an toàn và ổn định. Đồng thời, có thể giảm thiểu tối đa các trường hợp đoản mạch hoặc thậm chí đứt mạch, và ngăn ngừa các tai nạn vận hành do ngừng hoạt động gây ra bởi những sự cố này.
Khi thời gian sử dụng thiết bị tăng lên, rung động sẽ xảy ra và sự thay đổi nhiệt độ dần làm nới lỏng sản phẩm. Do đó, cần thường xuyên kiểm tra tất cả thiết bị. Nếu thực hiện được việc sửa chữa và thay thế, có thể ngăn ngừa nhiều nguy cơ xảy ra.
Việc sử dụng đồng hồ vạn năng cũng rất quan trọng. Sử dụng nó để kiểm tra thiết bị và bảo trì cùng với các công cụ khác có thể giúp phát hiện và giải quyết sự cố trước khi xảy ra, đặc biệt trong những tình huống mạch điện hoặc điều kiện sử dụng rất nghiêm trọng.
H: Sự khác biệt giữa mạch hở và mạch kín là gì?
Đ: Một mạch hở có thể làm dòng điện ngừng chảy, khiến mạch điện bị ngắt tại một đường trong hệ thống; trong khi đó, mạch kín là mạch hoàn chỉnh và được thiết kế để cho phép dòng điện truyền giữa hai điểm.
H: Làm cách nào để xác định mạch hở trong các mạch nối tiếp và song song?
Đ: Trong cấu hình mạch nối tiếp, nếu mạch bị ngắt ở bất kỳ thời điểm nào, tất cả các thiết bị sẽ ngừng hoạt động. Tuy nhiên, trong mạch song song, chỉ nhánh có mạch hở tại một điểm nhất định bị ảnh hưởng, trong khi các nhánh khác vẫn tiếp tục hoạt động.
H: Điều gì xuất hiện tại các điểm hở của một mạch hở?
A: Điện áp mạch hở được áp dụng—điện áp nguồn xuất hiện ở hai đầu điểm đứt mạch.
Q: Cầu chì và thiết bị ngắt mạch tăng cường độ an toàn trong các hệ thống điện như thế nào?
A: Chức năng của cầu chì là ngắt mạch khi dòng điện vượt quá tải định mức của nó, ngăn ngừa hư hỏng và nguy hiểm do quá tải gây ra.
Q: Những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra mạch hở là gì?
A: Những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra ngắn mạch là: các mối nối lỏng lẻo, tác động cơ học do rung động, ăn mòn, cháy do nhiệt độ cao và dây điện kém chất lượng.
Mạch điện là một khái niệm cơ bản có thể tồn tại trong mọi hệ thống điện và rất quan trọng - đây là trạng thái mạch biểu thị sự không thể truyền dòng điện do bị ngắt quãng, dòng điện không chạy, và cần phân biệt giữa mạch hở và mạch ngắn. Đây là nền tảng của mọi yếu tố an toàn, chức năng và thiết kế điện, từ việc xác định mạch hở tại nhà đến quản lý các nhà máy công nghiệp hoặc thiết kế sản phẩm điện tử thế hệ tiếp theo.
