Kısa Devre Nedir? Kısa Devre Kontrolü Nasıl Yapılır?

Elektrik, iletken kabloların içinden akan elektron akışıdır, elektrik telin içinden akar ve gönderilmek istenen alıcıya iletilir. Alıcı bir lamba, elektrik motoru, bobin vb. olabilir. Amaç, elektriği bu alıcıların içinden geçirmek ve bu alıcılardan bir fayda sağlamaktır. Bir alıcı (lamba), bir üreteç (pil-akü) ve bir iletken telden oluşan yapıya devre denir. Normal bir devrede pilin kutupları arasında akan elektrik, lambanın içinden geçerek devresini tamamlar, böylece elektrikten ışık faydası elde edilmiş olur.

Elektrikten bir iş-fayda sağlanabilmesi için, elektriğin bir dirençten geçirilmesi gerekir, bu direnç; lamba, bobin, elektrik motoru vb. olabilir. Aksi halde bir pilin artı ve eksi kutbu, bir tel ile direkt birbirine bağlanırsa, elektrik akışı neredeyse hiçbir dirençle karşılaşmadan kutuplar arasında hızla akar ve bir hızla deşarj olur, bu hiçbir işe yaramayan, zararlı bir durum olacaktır, burada yapılan işlem pilin kutuplarını kısa devre yapmaktır. Kısa devre istenen bir durum değildir çünkü hiç bir fayda sağlamaz, pili hızla bitirir. Eğer güç kaynağı yüksek amperliyse kısa devre sebebiyle çok yüksek akım (amper) geçen kablo aşırı ısınıp yanabilir. Güç kaynağı zarar görebilir, bozulabilir, patlayabilir (akü gibi).

Demek ki kısa devre, devrede bir alıcı (direnç) olmadan devrenin tamamlanması durumudur. Kısa devre, adından da anlaşılacağı üzere elektriğin gitmesi gereken tel boyunca gitmeyip, daha kısa (kestirme) bir yol bularak, direncin (lambanın) içinden geçmeyi reddedip, bulduğu bu kestirme yoldan devresini tamamlamasıdır.

Elektrik artı ve eksi kutuplar arasında meydana gelen elektron akışıdır. Artı ve eksi, sevenler gibi bir an önce birbirine kavuşmak isterler, bunun için temas-kontak noktası buldukları ilk noktadan akarak kavuşmak isterler. İnsanlar elektriğin bu kavuşma isteğinden faydalanmak isterler, "madem ki elektrik bu şekilde kavuşmak istiyor, öyleyse bu akışın önüne bir direnç (lamba, elektrik motoru, bobin) koyalım, elektrik bunun içinden geçsin, geçerken bize bir fayda sağlasın" demiştir. Bu fayda; ışık, ısı, manyetizma, kimyasal vb. insanlığa çağ atlatan faydalardır.

Elektrik her zaman direncin daha düşük olduğu yolu tercih eder. Direncin yüksek olduğu yolu tercih etmez, buradan akmaz. Örneğin önünüzde iki yol var, biri asfalt (düşük direnç), diğeri toprak-bozuk yol (direnci yüksek), hangi yoldan gidersiniz? Asfalt yoldan. Elektrik de aynısını yapar ve direnci düşük yoldan akar. Buna örnek şudur, basit bir lamba devresinde, ampule bağlanan artık ve eksi kabloların, bir birine temas etmesi durumudur.

Bu durumda elektrik, aslında bir direnç olan ampulün içindeki telden geçmek yerine, neredeyse hiç direnci olmayan temas ettiği kablodan akarak devresini tamamlar, buna KISA DEVRE DENİR. Bu durumda ampul söner. Elektrik, direkt artı ve eksi kutuplar arasında akar, kısa devreye sebep olan temas (kontak) noktasından devresini tamamlar, bu yeni durumda yani kısa devre durumunda direnç çok düşük olduğundan, akım (amper) çok yüksek olur (Bkz: Ohm Kanunu), bu durumda; varsa sigorta atacaktır, sigorta yoksa kablo ısınacaktır. Akım (amper) yüksekse kablo yanacak ve yangın çıkacaktır.

KISA DEVRENİN BELİRTİLERİ NELERDİR?
*Sigorta atar.
*Kablo ısınır. Akıma göre çok veya az ısınabilir.
*Tesisatın bağlı olduğu alıcının gücü azalır veya çalışmaz Örneğin bir elektrik motoruysa yavaş çalışır veya hiç çalışmaz, bir lambaysa sönük yanar veya hiç yanmaz.
*Otomobilde bir sensörde veya sensör tesisatında kısa devre varsa, sensör çalışmayacaktır ve arıza lambası yanacaktır.

KISA DEVRE NEREDE GÖRÜLÜR
*Elektrik tesisatının her noktasında görülebilir.
*Kablolarda.
*Soketlerde.
*Kablo ek yerlerinde- birleşme noktalarında.
*Bizzat tesisattaki alıcıda (aygıtın içindeki devrede), örneğin bir bobin tesisatıysa bobinin içindeki sargılarda da kısa devre olabilir, örneğin bir selenoid valf (elektrovalf), marş şalteri, ateşleme bobini vb.

KISA DEVRE ÇEŞİTLERİ
*Basit elektrik tesisatında artı ve eksi kabloların birbirine temas etmesi. Kablo izolasyonunu soyulması, erimesi vb. sebeplerle kabloların artı-eksi temas etmesi. Buna tesisatın şasi yapması da denir. (short to ground)

*Donanımın içindeki devrede kısa devre. Buna şasiye kaçak denir. Örneğin marş motorunun endüvisindeki bakır tel sargıların üzerindeki yalıtkan kaplamanın bozulması veya fiziksel etkenler sebebiyle, artı kutuplu bakır hattan, endüvi gövdesine (eksi-şasiye) kaçak yapması. Şasiye kaçak.
*Artıdan artıya kısa devre. Bu artı kablodan yine artı kabloya gerçekleşen temas durumunda oluşur. (short to B+ veya short to positive). Örneğin tesisatta biri +5 voltluk kablo var, bir de +12 voltluk gerilime sahip kablo var, bu iki kablo tesisatta temas ederse buna pozitif kısa devre denir. Bu durumda 5 voltluk besleme tesisatına +12 volt gider ve bağlı olduğu donanımı bozar. Bu genelde sensör tesisatında görülür. Bir başka durumsa şöyledir, anahtarlanmış bir tesisatın + kablosuna, başka bir hattın + tesisatı kısa devre yapar, bu durumda kullanıcı anahatara basıp sistemi açmamasına rağmen, ilgili donanım kendi kendine çalışacaktır. Başka bir örnekse, bir sensörün sinyal çıkış hattı + pozitif voltaj sinyali gönderiyordur (genellikle milivolt mertebesinde veya 0-5 volt aralığında), bu hatta başka bir tesisatın pozitif hattından temas olursa (pozitife kısa devre), sensörün gönderdiği sinyal sapacaktır, arıza lambası yanacaktır ve ilgili sistemin çalışması bozulacaktır.

KISA DEVRE KONTROLÜ NASIL YAPILIR?

Kısa devreye sebep olan şey TEMASTIR. Öyleyse kısa devreyi tespit etmek için önce temas olup olmadığını ve sonra temasın nerede meydana geldiğini kontrol etmek gerekir. Temas olup olmadığını kontrol etmek, elektrikte devamlılık kontrolüdür ya da devre kontrolü. Kısa devre kontrolünün tespit edilmesinin en kesin yolu, temas ettiği düşünülen iki kablo (hat) arasında multimetreyle direnç ölçümü yapmaktır, hiçbir direnç okunmamalıdır, bu durumda kısa devre yok demektir, direnç okunursa kısa devre var demektir, bu işlem sırasında tesisatta kesinlikle elektrik olmamalıdır (akü kutup başları sökülmelidir). Kısa devre olduğu tespit edilirse, hat üzerinde adım adım ilerlenerek kontroller yapılır ve kısa devrenin gerçekleştiği nokta tespit edilmeye çalışılır.

TESİSATTA KISA DEVRE KONTROLÜ

Tesisatta bir kısa devre varsa, bir yerde istenmeyen bir temas (kontak) var demektir. Kısa devrenin olduğu noktada ısınma, erime, koku gibi belirtiler olacaktır.
Tesisatta kısa devreye sebep olan istenmeyen teması kontrol etmek için;
*Seri lambayla (kontrol lambasıyal) kontrol.
*Multimetreyle (ohmmetreyle) direnç kontrolü.
*Multimetre sesli konumda devre kontrolü.
*Multimetreyle gerilim ölçerek kısa devre kontrolü

Lamba Devresinde Kısa Devre Kontrolü
Örneğin bir lambaya bağlı iki kablo var. Kablo soketi çıkarılır. Tesisat tarafındaki sokette ve kablo üzerinde kontrol yapılır.

Multimetreyle Tesisatta Kısa Devre Kontrolü (Direnç Kontrolü)
Multimetre direnç ölçüm konumuna alınır, 20 ohm kademesi yeterlidir. AKÜ KUTUP BAŞLARI ÇIKARILIR. Lambanın soketi çıkarılır. Multimetrenin ölçüm uçları, tesisat tarafındaki soketteki iki pin ucuna tutulur. Multimetrenin ekranında direnç değeri OKUNMAMALIDIR, yani sonsuz direnç göstermelidir, bunun anlamı tesisatta KISA DEVRE YOKTUR. Eğer multimetrenin ekranında herhangi bir direnç değeri okunuyorsa tesisatta kısa devre vardır. (Bkz: Direnç Nedir?) (Bkz: Multimetre ile Direnç Ölçümü)

Multimetre Sesli Konumuyla Kısa Devre Kontrolü
Multimetre sesli konuma alınır. AKÜ KUTUP BAŞLARI ÇIKARILIR. Lambanın soketi çıkarılır. Multimetrenin ölçüm uçları, tesisat tarafındaki soketteki iki pin ucuna tutulur. Multimetre ötüyorsa kısa devre vardır, ötmüyorsa kısa devre yoktur. Ötmüyorsa, yukarıdaki gibi direnç ölçümü de yapılarak durum kesinleştirilmelidir.

Multimetre ile Gerilim Ölçerek Kısa Devrenin Tespiti
Bu işlem sırasında kablo hatlarının artı+ ve eksi- kutupları öncelikle tespit edilir, hangi kablonun nereye bağlandığı tespit edilir. Daha sonra multimetreyle hatlardaki gerilimler ölçülür, bir hatta olmaması gereken bir gerilimin varlığı mantıksal olarak sınanır. (Bkz: Multimetre İle Gerilim Ölçmek)

DONANIMDA KISA DEVRE KONTROLÜ
Motorlu araçlardaki lambaların, ateşleme bobinlerinin, sensörlerin, elektrik motorlarının, bobinlerin, selenoid valflerin ... tümünün standart bir direnç değeri vardır. Donanımın iç yapısında (genellikle bobinli olanların bobin sargısında) bir kısa devre oluştuğunda, bu donanım bozulur. Multimetre ile direnç ölçümü yapılarak bu donanımda kısa devre olup olmadığı kesin olarak tespit edilebilir.
Elektrikli donanımda kısa devre büyük oranda yapısındaki bakır tel sargısında (bobininde) meydana gelir. Örneğin ateşleme bobini sargısı, enjektörün sargısı, selenoid valflerin sargısı.

Sargı (bobin) dışı yalıtkan maddeyle kaplanmış uzun ince bakır telin bir metalin üzerine sarılmasıyla meydana gelir. Örneğin 100 metre bakır teli sararak pil kadar bir silindir haline getirebiliriz. Elektrik bu 100 metre bakır telin içinden dolanarak geçmek zorundadır. Birbiri üzerine sarılan bakır teller, birbirine elektrik iletmezler, dışları yalıtılmıştır, elektrik telin bir ucundan girmeli, telin tamamının içinden geçerek diğer ucundan çıkmalıdır, eğer sarılmış teller birbirine yandan elektrik iletirse KISA DEVRE meydana gelir.

Yani elektrik, 100 metre boyunca telin içinden akarak gitmek yerine, yan taraftaki, iletkene temas ettiği yerden elektriği iletirse, kestirmeden yolu kısaltmış olur, kısa devre yapmış olur. Örnekte 100 metre telin içinden dönerek geçmek yerine yan taraftaki kabloya atladığı için, mesela 70 metrelik bir tel yolunu almış olur, bu durumda iletkenin boyu kısaldığı için, direnci de azalmış olur. Bir bobinde direnç azalmışsa, o bobinde kısa devre var demektir, bunun sebebi de genelde ısınmadan dolayı sargının yanması ve yalıtkan yüzeyinin bozulmasıdır. Ayrıca normalden daha düşük direnci olan donanımın çektiği akım (amper) de artacaktır, bu durumda sigorta atması gözlemlenebilir.

*Multimetre direnç ölçüm konumuna getirilir.
*Sistemdeki elektrik tamamen kesilir, soketleri sökülür.
*Sağlam bir donanımın katalog direnç değerine bakılır, örneğin 3-5 ohm arası katalog değeri ise, ölçümde bu değer aralığı aranır.
*Eğer düşük direnç okunuyorsa, örneğin 1,5 ohm. Bu durumda donanımın sargısında kısa devre var demektir, bobin yanmış demektir.
*Eğer yüksek direnç okunuyorsa (nadiren), sargı hatlarında temas problemi var demektir.
*Eğer hiçbir direnç okunmuyorsa, yani sonsuz direnç okunuyorsa, sargıda kopukluk var demektir.

Örnek: Alternatör rotorunun multimetre ile kısa devre kontrolü: