浅谈断路和短路故障及应用

浅谈断路和短路故障及应用

自从人类发明发电机以来，电给人们的生活带来了许许多多的方便，直至今天，人们的生活已经离不开电，电成为我们生活中不可缺少的东西，它能给我们带来光明，舒适和欢乐。

标签：电路短路断路故障控制应用

电的使用是和我们日常生活中的用电器联系在一起的，比如灯泡照明、电视机播放录像、电冰箱储藏食品等等，而这些用电器的使用都离不开电路，所以电路的知识和我们的生活是息息相关的。在我们使用这些用电器的时候，有时电路会出现故障导致用电器无法正常使用，这就需要我们进行电路分析，找出故障的原因，从而解决问题。而断路和短路现象是日常用电中经常出现的两种故障，一般来讲断路和短路都是我们所不希望的，即断路和短路都是不好的现象，但是事物都具有两面性，在有些时候，断路和短路对我们的生产和生活也有有利的一面，比如利用断电器和保险丝可以保护用电器，利用短路可以实现对用电器的控制等等。深入的探究断路和短路现象，对于我们的日常用电具有重要的现实意义。

一、何为断路，何为短路

二、断路和短路的特点分析。

1.断路特点：对于断路状态，电流为零，断开处的电压即为电源的电压。

由于断路状态下，整个电路在某处断开，所以在断开处导线连接的是空气，一般来讲空气是绝缘体，故电阻很大，所以断路状态下电路中的电流几乎为零，再根据分压关系，串联电路中元件的电阻与电压成正比，所以电压几乎都降落在断开处，即断开处两端的电压就等于电源的电压。

2.短路的特点：电路中如果将电源短路则由于回路中电阻几乎为零，故会在回路中产生很大的电流，进而会引起电源或者某部分电路发热烧毁电源或电路。如果是回路中某一个用电器被短路，则电流不会流过该用电器，用电器无法使用。我们可以用并联电路的特点来分析用电器的短路。

三、造成断路和短路的原因

断路的原因一般就是电路中某处断开，或是用电器自身损坏使电路断开。有时候短路也会造成断路，我们考虑如果一个电路中电源被短路，那么回路的电流会很大，从而电路严重发热，这将会导致烧毁电源，或电路中的用电器或是导线，从而使电路断开。

生活中造成线路中短路现象的原因有很多，主要有以下几个方面：

1.元件损坏，例如设备绝缘材料老化，设计、制造、安装、维护不良等造成的设备缺陷发展成为短路。

2.气象条件影响，例如雷击过后造成的闪烁放电，由于风灾引起架空线断线和导线覆冰引起电线杆倒塌等。

3.人为过失，例如工作人员带负荷拉闸，检修线路或设备时未排除接地线合闸供电，运行人员的误操作等。人为破坏，如偷电线和美国的科索沃战争、伊拉克战争时使用的碳纤维弹。

4.其他原因，例如挖沟损伤电缆，鸟兽风筝跨接在载流裸导体上等。

四、断路和短路的后果

如果某个回路发生断路，那么根据断路的特点，回路中就不会有电流通过，因而会导致用电器不能通电而停止工作，同样，如果某用电器被短路，那么也不会有电流通过用电器，所以断路和短路都会使用电器停止工作。我们可以通过一个实验来验证一下，即选择一节干电池做电源，若干根导线，一个开关，加上一个滑动变阻器，还有小灯泡，将他们串联成一个回路，开关处于断开时，我们发现小灯泡是不亮的，原因是电路处于断路状态。

如果按着上图所示连接电路，当开关断开时，我们发现小灯泡是亮的，而如果将开关闭合，我们发现小灯泡不亮，经分析，我们知道开关闭合则小灯泡被短路，故电流绕过灯泡，从开关处流过，所以灯泡没有电流通过，故灯泡不亮，即短路造成小灯泡不能正常工作。像这种电路中部分用电器被短路而导致用电器无法使用的现象可以叫做局部短路，局部短路是一种安全性的短路，只会使部分用电器停止工作，但是如果是电源短路，则有可能引起重大事故。一般来讲短路的情况要复杂一些，短路造成的有害后果有以下几个方面：1.产生大电流，有时会产生上万甚至十几万安的大电流。因此会产生大量的热量，损毁设备，电弧会将许多元件短时间融化。同时，产生的电流还会带来一定的电磁力，它同样会损坏设备。同样可能造成重大火灾及伤害时间。 2.造成低电压：它会使电气设备无法正常工作。这种危害在医院矿山时会引起危险。 3.干扰抑制与破坏系统的稳定运行。4.线损，热损，无功功率等增大。 5.影响通信，通讯等。

五、断路和短路的有效利用

的确，断路和短路现象在大多数人眼里是很糟糕的现象，但自然界的事物都是具有双重性的，如果我们去研究它在生活中的正反应用，就可以把这种糟糕的现象利用起来，也就是废物利用。所以说断路和短路现象的确是不好的现象，但断路和短路现象也有它的用武之地。

1.保险丝的应用

保险丝，又称熔断器、熔丝，是一种连接在电路上用以保护电路的一次性元

件，当电路上电流过大时，使其中的金属线或片产生高温而熔断，导致开路而中断电流，以保护电路免于受到伤害。保险丝就是利用了高温熔断，产生断路现象使电路中电流消失，从而保护用电器，使用电器免受大电流的伤害。保险丝应该选用合适的材料和合适的尺寸制造而成，一般保险丝由三个部分组成：一是熔体部分，它是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致，最重要的是熔断特性要一致；二是电极部分，通常有两个，它是熔体与电路联接的重要部件，它必须有良好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻；三是支架部分，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象。

2.短路在控制中的应用

如果经过精心的设计，短路现象是可以服务于人类的，比如报警器、电视机的遥控开关等。我们以电视机的遥控开关为例分析一下短路的应用，将图2中的小灯泡换成电视机，就变成了电视机的开关控制电路，当我们按遥控器使电键闭合时，电视机被短路，所以电视机被关闭，当我们按遥控器使电键断开时，电视机被接入回路中，故电视机被打开。很明显电视机的遥控开关是一种局部短路现象，利用局部短路可以实现很多功能，主要有电路控制、监测指示及温度控制等。

由此可见，不论是短路还是断路，都有它们可爱的一面，只要我们勤于思考，利用所学知识，精心设计，就可以让断路和短路服务于人类。

六、总结

断路和短路是电路知识里面的两个不同的基本现象，各有各的特点，理解好和应用好这两种现象对我们的生活和生产是极其有益的。断路和短路现象的确给我们带来了不少危害，但如果我们主动的利用它，就会使它有价值的一面被应用起来，把正反应用相结合。