在现代人的生活中,断路器是一种举足轻重的电路装置,而且是家用电路中Z重要的安全机制之一。一旦房屋配线中的电流流量过大,这种简单的电路装置就会切断电源,直至故障被排除。如果没有断路器(或其替代品——保险丝),家庭用电就会非常不方便,原因在于,仅仅是线路问题和设备故障就可能会造成火灾和其他事故。
在本文中,我们会介绍断路器和保险丝如何监控电流,以及它们在电流水平过高时如何切断电源。我们不难发现,对于可能造成人员伤亡的事故来说,使用断路器不失为一种Z简单的解决方案。
电学基础知识
欲了解断路器,不妨先了解一下家用电路的工作原理。
电气属性主要由三个参量来界定:电压 电流 电阻
电压是推动电荷移动的“压力”。电流是电荷之“流”——即电荷流过导体的速率,可在任一定点测量。导体对电流具有一定程度的阻碍作用,称为电阻,阻值的大小由导体的材料和尺寸所决定。
电压、电流和电阻这三者是相互关联的——改变其中一个另两个也会发生改变。电流等于电压除以电阻(一般记作I=v/r)。我们可以直观地想到:如果增大驱动电荷的电压或是降低电阻,电流就会增大。如果降低电压或增大电阻,电流就会减小。
所有这些又是如何来到您家中的呢?
配电网把电流从发电厂输送到您的家中。在家用电路内,电荷会在大电路中流动,大电路又由很多小电路组成。电路的一端是火线,与发电厂相连。另一端称为零线,与地面相连。由于火线与高电位相连,而零线则连往零电位(地面),电路两端就产生了电压——只要电路闭合,电荷就会流动。这样的电流称为交变电流,因为它能迅速地改变方向。断路器设计