Oikosulku

Wikipedia

Oikosulku on elektronisen piirin tilanne, jossa kaksi eri potentiaalissa olevaa pistettä kytkeytyvät yhteen pieni-impedanssisen kuorman kautta. Oikosulusta seuraa, että virtaa rajoittaa ainoastaan se piirin osa, jonka läpi oikosulkuvirta kulkee. Mikäli virta kasvaa suureksi, oikosulun seurauksena on ylikuumentuminen ja pahimmassa tapauksessa tulipalo tai räjähdys. Mikäli virta ei pääse oikosulusta huolimatta kasvamaan haitallisen suureksi, piiri vain lakkaa toimimasta normaalisti, kunnes oikosulku poistetaan. Joskus oikosuluksi nimitetään virheellisesti myös muita laitteen toimimattomuuden aiheuttavia ilmiöitä, kuten avoin piiri, joka on oikosulun vastakohta.

Yleinen oikosulun aiheuttaja on rikkoontunut johtimen eriste. Tällöin johtimet pääsevät taivutettaessa koskettamaan toisiaan ja mikäli niissä on eri jännite, virta kasvaa ohmin lain mukaisesti hyvin suureksi. Hyvin rakennetussa virtapiirissä sulake tai muu ylikuormitussuoja katkaisee virran ennen johtimien ylikuumenemista, mutta mikäli sulake tai ylikuormitussuoja puuttuu tai on liian suuri, johtimet kuumenevat voimakkaasti ja niiden eriste ja lopulta myös johtimet sulavat. Mikäli johtimen eriste tai muu lähellä oleva materiaali on palavaa ainetta, myös tulipalo on mahdollinen.

Vahvistinkytkennöissä transistorin tulon ja lähdön (esimerkiksi kanta ja kollektori) välillä on kapasitanssia, eli eräänlainen kondensaattori, joka muuttuu hyvin korkeilla taajuuksilla oikosuluksi ja aiheuttaa vahvistuksen pienenemisen korkeilla taajuuksilla. Miller-ilmiö lisää transistorin sisäisten kapasitanssien vaikutusta. Mikäli kapasitanssi olisi vahvistimen lähdön ja maan välillä, vahvistin ylikuormittuisi korkeilla taajuuksilla. Vahvistimen tulopuolen ja maan välillä oleva kapasitanssi puolestaan estäisi korkeiden taajuuksien pääsyn vahvistimelle asti oikosulkemalla ne maahan.

Kelan induktanssi toimii oikosulun tavoin matalilla taajuuksilla ja tasajännitteellä. Kytkemällä kondensaattori ja kela sarjaan on mahdollista rakentaa kaistanpäästösuodatin, joka toimii oikosulkuna määrätyllä taajuusvälillä, mutta suurena reaktanssina tai avoimena piirinä sitä suuremmilla ja pienemmillä taajuuksilla. Kelan ja kondensaattorin rinnankytkennän toiminta on päinvastainen, eli se estää virran kulkemisen jollain määrätyllä taajuudella, mutta toimii oikosulkuna pienemmillä tai suuremmilla taajuuksilla.

Mikäli suuri oikosulkuvirta kulkee akun tai pariston läpi, seuraa voimakas kuumentuminen. Kuumuus ja siitä seuraava laajeneminen ja kiehuminen voivat halkaista tai jopa räjäyttää akun tai pariston. Myös voimakkaasti kuormitetusta akusta purkautuva vety voi aiheuttaa räjähdyksen.

Puolijohdekomponentit muuttuvat usein pysyvästi oikosuluiksi rikkoontuessaan liiallisen kuormittamisen tai jännitekeston ylittämisen vuoksi.