چگونه مدار قطع کننده های خطای زمین (GFCIs) افراد را از شوک الکتریکی محافظت می کنند

یک قطع کننده مدار خطا زمین (GFCI) با مانیتورینگ پیوسته جریان الکتریکی در یک مدار، افراد را از شوک الکتریکی محافظت می‌کند. اصل عمل آن به صورت زیر است:

1. مانیتورینگ تعادل جریان: در داخل دستگاه GFCI، یک ترانسفورماتور جریان یا حسگر مشابه وجود دارد که همزمان جریان در سیم فعال و سیم نیوترال را مانیتور می‌کند. در شرایط عادی، جریان در این دو سیم باید مساوی ولی در جهات مخالف باشد؛ جریان وارد شونده به بار باید برابر با جریان بازگشتی به منبع باشد.

2. تشخیص عدم تعادل جریان: اگر یک خطا زمینی رخ دهد، مثلاً وقتی کسی یک قسمت برق‌رسان را لمس کند و جریان از طریق شخص به زمین جریان یابد، بخش کوچکی از جریان از طریق سیم نیوترال بازگشت نمی‌یابد بلکه به زمین لکه می‌شود. این باعث عدم تعادل بین جریان‌های سیم فعال و نیوترال می‌شود.

3. واکنش سریع: GFCI طراحی شده است تا این اختلاف جریان کوچک را بسیار حساس تشخیص دهد، معمولاً در محدوده 4 تا 6 میلی‌آمپر (mA). هنگامی که چنین اختلاف جریانی تشخیص داده می‌شود، GFCI فوراً عمل می‌کند و تأمین برق را در چارچوب زمانی بسیار کوتاه (معمولاً کمتر از 0.1 ثانیه) قطع می‌کند، بنابراین جریان خطرناک قبل از آنکه به شخص آسیب جدی وارد کند متوقف می‌شود.

4. ارائه محافظت: به این ترتیب، حتی اگر شخصی با یک شیء برق‌رسان تماس پیدا کند، GFCI می‌تواند مدار را قبل از اینکه شخص شوک الکتریکی جدی ببیند قطع کند و مخاطره و شدت شوک الکتریکی را به شدت کاهش می‌دهد.

5. مناسب برای محیط‌های مرطوب: چون آب رسانای خوبی برای برق است، خطر شوک الکتریکی زمانی که از دستگاه‌های برقی در محیط‌های مرطوب مانند حمام، آشپزخانه یا بیرون از ساختمان استفاده می‌شود افزایش می‌یابد. GFCIs در چنین محیط‌هایی بسیار مفید هستند و ایمنی را به شدت افزایش می‌دهند.

در مجموع، GFCI یک دستگاه ایمنی مهم است که می‌تواند تأمین برق را قبل از اینکه وضعیت خطرناک کاملاً شکل بگیرد قطع کند و افراد را از شوک‌های الکتریکی بالقوه مرگبار یا شدید محافظت کند. آنها به طور گسترده در مسکن‌ها، تجاری و صنعتی، به ویژه در مناطقی که احتمال تماس با آب یا زمین وجود دارد، استفاده می‌شوند.