La rete di distribuzione dell’energia elettrica fornisce elettricità da una centrale elettrica a casa tua. All’interno della vostra casa, la carica elettrica si muove in un grande circuito, che è composto da molti circuiti più piccoli. Un’estremità del circuito, il filo caldo, conduce alla centrale elettrica. L’altra estremità, chiamata filo neutro, porta a terra. Poiché il filo caldo si collega a una fonte di alta energia e il filo neutro si collega a una fonte elettricamente neutra (la terra), c’è una tensione attraverso il circuito-la carica si muove ogni volta che il circuito è chiuso. Si dice che la corrente sia corrente alternata, perché cambia rapidamente direzione. (Vedere Come funzionano le reti di distribuzione dell’energia per ulteriori informazioni.)

La rete di distribuzione dell’energia elettrica fornisce elettricità a una tensione costante (120 e 240 volt negli Stati Uniti), ma la resistenza (e quindi la corrente) varia in una casa. Tutte le diverse lampadine e apparecchi elettrici offrono una certa quantità di resistenza, anche descritto come il carico. Questa resistenza è ciò che fa funzionare l’apparecchio. Una lampadina, ad esempio, ha un filamento all’interno che è molto resistente alla carica che scorre. La carica deve lavorare sodo per muoversi lungo, che riscalda il filamento, facendolo brillare.

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Nel cablaggio degli edifici, il filo caldo e il filo neutro non toccano mai direttamente. La carica che attraversa il circuito passa sempre attraverso un apparecchio, che funge da resistore. In questo modo, la resistenza elettrica negli apparecchi limita la quantità di carica che può fluire attraverso un circuito (con una tensione costante e una resistenza costante, anche la corrente deve essere costante). Gli apparecchi sono progettati per mantenere la corrente a un livello relativamente basso per motivi di sicurezza. Troppa carica che scorre attraverso un circuito in un determinato momento riscalderebbe i fili dell’apparecchio e il cablaggio dell’edificio a livelli non sicuri, causando probabilmente un incendio.

Questo mantiene il sistema elettrico senza intoppi la maggior parte del tempo. Ma di tanto in tanto, qualcosa collegherà il filo caldo direttamente al filo neutro o qualcos’altro che porta a terra. Ad esempio, un motore del ventilatore potrebbe surriscaldarsi e sciogliersi, fondendo i fili caldi e neutri insieme. O qualcuno potrebbe spingere un chiodo nel muro, forando accidentalmente una delle linee elettriche. Quando il filo caldo è collegato direttamente a terra, c’è una resistenza minima nel circuito, quindi la tensione spinge un’enorme quantità di carica attraverso il filo. Se questo continua, i fili possono surriscaldarsi e accendere un fuoco.

Il compito dell’interruttore è quello di tagliare il circuito ogni volta che la corrente salta sopra un livello di sicurezza. Nelle sezioni seguenti, scopriremo come funziona.