1. 개요
Interruption of circuit, Short전기가 흐르는 두 도선이 접촉하여 단락(短絡, short circuit)이 생길 경우 발생하며, 쇼트라고 부르기도 한다. 일반적인 도통(on)과 다른 점은 부하(Load)가 걸릴 지점이 없는, 즉 도체에 저항이 거의 없는 상태에서 전류가 흐르기 때문에 옴의 법칙 I=V/R 에 따라 도체에는 전압이 그대로 걸리게 되어 엄청나게 높은 전류가 흐르게 된다. 이때 도체가 감당할수있는 전류의 양을 넘었기에 줄의 법칙[1]에 따라 엄청난 고온이 발생, 작게는 스파크부터 크게는 화재까지 발생한다.[2] 기계 버전의 감전이라고 봐도 무방하다. 물론, 일반적인 가정에서 이런 현상이 발생할 때는 차단기가 작동하면서 전기의 흐름이 끊어진다.[3][4]
간단하게 회로 설계상 접촉되면 안되는 두 도체, 즉 서로간의 부하가 거의 없는 상태에서 전류적으로 접촉되는 현상을 말하는 것으로 쇼트가 나면 의도치않은 과전류가 흐르게 되고 그 막대한 전기 에너지가 발산하는 발열로 인해 화재가 일어날 수도 있는 현상이다.
의도적으로 쇼트를 일으키는 경우도 있다. 단순한 전기스위치의 작동 방식이 두 회로가 맞닿는 것을 신호로 작동하는 경우가 많은데, 스위치가 고장났거나 스위치에 접근할 수 없는 경우 두 전선을 일부러 합선을 일으켜[5] 전기회로를 작동시키는 경우가 대표적이다. 자동차털이범들이 운전대 밑을 뜯어서 시동을 거는 전선을 뽑아 쇼트시키는 묘사나[6] 방을 탈출할 때 전기식 문의 회로를 뜯어 쇼트시키는 연출이 이런 경우다.[7]
과거 니켈-카드뮴 전지 시대에는 기억 효과로 인해 완충완방을 하라고 했는데, 완전 방전의 의미를 쇼트시켜서 그야말로 극단까지 방전시키라는 의미는 아니었다. 대략적으로 워크맨 기준 라디오가 나오지 않을 정도까지는 방전시키라는 것이었는데 전선 구해와서 +와 -를 생으로 통전(이것이 바로 쇼트다)시켜버리는 경우가 많았다.
컴퓨터나 스마트폰의 경우 주적인데, 메인보드에 쇼트가 나면 전원이 안켜지고 쇼트난 커패시터등을 찾아 수리해야한다.
다만 램오버 같은걸 하다가 실패했거나 부팅이 안될 때는 구세주인게 CMOS 클리어 점퍼에 금속성 도체[8]로 쇼트를 내면 된다. 또한 누드 테스트를 할때나 케이스에 모종의 이유로 전원및 재부팅 버튼이 없을때도 상술 한것처럼 스위치 없이 강제로 작동 시키기 위해 금속성 도체로 쇼트를 내야한다.
이것을 방지하는 최소한의 안전장치가 퓨즈이다. 허용 전류를 넘어버리면 퓨즈 내부의 심이 녹아 끊어져서 연결을 끊어버린다. 퓨즈의 업그레이드 버전은 흔히 두꺼비집이라 부르는 차단기가 있다. 각 회로에 필요한 만큼의 전원만 공급해준다. 콘센트에 쇠 젓가락을 박으면 안되는 이유이기도 하다. 이때는 역시 전류를 소비할 만한 부하가 거의 없기 때문에[9] 전류가 직빵으로 젓가락을 타고 몸으로 흘러들어 온다. 건전지가 전원인 경우 합선되면 건전지가 가장 큰 저항이 되어 발열하다가 터져버린다. 리튬 이온 배터리는 에너지밀도가 크기 때문에 순식간에 대형사고로 변모한다.
위기탈출 넘버원 43회(2006년 5월 27일 방송분)에서 전기 합선으로 인한 자동차 화재를 방영했다. 눈에는 잘 보이지 않지만 엔진룸에는 수많은 전기관련 기기들이 많이 설치되어 있다. 차량 전기배선이 손상되면 합선으로 인해 화재가 발생할 가능성이 높으며 관리가 안 된 노후차량의 경우는 합선으로 인한 화재 발생이 더욱 높다. 20년 이상 된 차량의 경우 배선이 자연적으로 경화되는 일이 종종 있는데 교체 공임이 상당하지만 위와 같은 합선사고를 막기 위해서는 배선 경화를 발견하자마자 교체하는 것이 좋다. 중고차를 구입하는 입장이라면 추가적인 지출을 막기 위해서 배선 교체 작업이 완료되었거나 배선 경화가 드물게 보고되는 차량을 구매하는 것이 좋다.
2. 관련 문서
[1]
전류의 제곱 * 도체의 저항 * 전하의 시간단위량
[2]
전기 회로에 합선이 발생했을때 뻥하고 터지는건 주로 전압의 필터를 담당하는 커패시터가 폭발하는 소리이다. 그외의 전기 소자에는 매우 높은 발열로 인해 해당 소자만 타버리거나, 규모가 큰 설비에는 불까지 치솟으며 화재로까지 번진다. 다만 PCB 설계가 잘못됐거나 혹은 원가 절감의 이유등으로 전류가 흐르는 라인을 딱 견딜수 있을 만큼의 사이즈 정도로 하는 경우가 있는데 이 경우에는 그 좁은 라인에 전류가 몰빵돼서 말그대로 불이 치솟아올라 조그만 쇼트로도 큰 화재가 일어날 수 있다.
[3]
브레드보드나
납땜질로 구성한 전기회로에서
멀티미터로 전류를 측정하고자 할 때 전압 재듯이 소자 양단에 병렬로 프로브를 연결하면 안 되는 이유다. 멀티미터가 일종의 전선처럼 작용하는데, 저항이 매우 작기 때문에 멀티미터 쪽으로 온전히 전류가 다 흘러
퓨즈가 끊어질 수 있기 때문이다. 반드시 소자의 한 쪽 다리를 빼서 회로를 오픈시키고 프로브를 물려야 쇼트가 안 생긴다.
[4]
물론 아무리 차단기가 빠르게 내려가도 빛의 속도 수준인 전하의 흐름보다는 한참 느리기에 회로나 사람에게 데미지가 가는 것은 어쩔 수 없다. 보통 전하를 충방전하는 커패시터나 흐름을 제어하는 pmic등이 데미지를 크게 먹는다.
[5]
스위치의 작동원리가 두 도선을 닫힌 상태, 즉 쇼트를 내서 신호를 주는것이기에 사실상 쇼트와 스위치, 둘의 차이는 없다. 단지 그것이 올바르게 작동되도록 설계됐느냐, 사고로 접촉이 됐느냐의 차이일 뿐.
[6]
영어로 Hotwire라고 부르는 방식인데,
이모빌라이저가 탑재된 차량들은 이 방식으로 시동이 불가능하다.
[7]
출입통제설비 설치 방법을 봤다면 알겠지만 의외로 대부분의 제품이 쇼트나 단선을 통해 쉽게 잠금이 해제된다. 실외의 인식기기에 EM락이나 일렉트릭 스트라이커가 직접 연결되어 있기 때문에 인식기기를 분리하면 간단하게 제어용 선을 쇼트시킬수 있기 때문이다. 이를 예방하기 위해서는 실외의 인식기기기와 암호화 통신으로 연결되어 EM락이나 일렉트릭 스트라이커를 제어하는 릴레이가 필요하다.
[8]
드라이버, 가위 등
[9]
젓가락에 저항이 아예 없지는 않지만 조금 뿐이라 큰 의미는 없다.