来源:数字北京科学中心
夏天的夜晚,当你在家里吹着空调,看着电视,洗着衣服,烧着热水,突然唰的一下房间里漆黑一片。。。。。。
放心,这不是恐怖片,只是家里的电路跳闸啦~
说到跳闸,我们都知道当家用电器总功率过大时,线路中会产生大电流,导致电路自动跳闸。
过载的家庭电路 来源丨公众号 珠海生活家有时尽管用电器功率不大,却也会出现电流过大的情况,这又是为什么呢?
这种情况往往是由于改装电路时产生了错误、电线绝缘皮破损或老化等原因使火线和零线直接连通而导致了短路。家庭电路中的短路轻则导致停电、用电设备烧毁,重则引发触电、火灾等灾害,十分危险。
电流过大会跳闸,那么跳闸的原理是什么?又是谁在承担着家庭电路安全运行的保卫者角色?这一切还得从家用电路的构造原理说起~
家庭电路里都有什么?
我们先来看一张简单的家庭电路示意图。
家庭电路示意图 来源丨人教版九年级物理课本图中可以看到,我们一般的家庭电路通常由进户线、电能表、总开关、保险装置、插座和用电器等构成。
进户线
进户线是连接户外供电电路的电线,一般有两根,也就是我们通常所说的“火线”和“零线”,二者之间电压为220V,火线与地线之间电压为220V,零线与地线之间的电压为0V。所以正常情况下接触到地线或者零线都是安全的,而接触到火线则会产生触电危险。当然了,如果一旦零线接地不良也极易发生触电危险,所以无论是何种电线我们都尽量不要碰触。
电能表
电能表一般安装在家庭电路的总干路上,有了电能表就可以准确测量出电路中消耗电能的大小,也是供电部门计算电费的主要依据。常用的家用电能表主要有电子式和感应式两种。
各种电表 来源丨公众号 万唯乐学插座
插座需要并联在电路中,用来给冰箱、电视、洗衣机、空调等各种移动的用电器通电,一般来说有两孔插座和三孔插座两种。
开关
开关装置串联在总干路上,可以控制整个家庭电路的通断,既能够方便检测电路更换设备,又能够在短路或过载时切断电路,是整个电路运行的总指挥。
保险装置
保险装置同样串联在干路上,可以在电流增大到危险程度之前自动切断电路。二者皆为家庭电路的保护功臣,是家庭电路的重要核心部件。
保险装置如何保护电路?
我们前面提到,如果用电器总功率过大,或者电路发生短路,都会使得电路中电流过大并产生过多热量,从而引发火灾,所以为了防止电流过大发生危险,必须要在电路中安装开关装置和保险装置,家庭电路中经常使用的就是保险丝或者空气开关。
保险丝被称为“安全用电的监护者”,由我们熟知的“电力之父”托马斯·爱迪生(Thomas Edison)在1880年发明。当时的白炽灯价格昂贵,所以保险丝最初主要是被用来保护贵重的白炽灯。
爱迪生 来源丨维基百科保险丝一般由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成。我们在初中物理课上学过,当电路中电流过大时,产生的热量使温度升高至保险丝的熔点,保险丝就会熔断并自动切断电路,从而起到保护作用。
常用的保险丝有贴片保险丝、报警保险丝、微型保险丝和管式保险丝等等。
各种保险丝 来源丨人教版九年级物理课本然而除了可恢复式保险丝(自恢复保险丝/过流保护片)等特殊情况外,一般的保险丝熔断之后必须更换使用,属于一次性保护装置,因此现在许多新建楼房的供电线路已经不再使用保险丝了,取而代之的是一种新型保险装置——空气开关。
空气开关空气开关的正式名称叫断路器,顾名思义,就是可以通过控制电路的开断,来起到安全保障的作用的设备。当电路中的电流大小超过额定电流时,空气开关就会自动断开。
空气开关的原理示意图 来源丨电工学习网空气开关作用的核心是脱扣机构,脱扣机构是一套连杆装置,当电路中发生故障,产生了过大的电流时,电磁脱扣器会产生足够大的吸力,将衔铁吸合并撞击杠杆,使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开,锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断,从而使电路彻底断开。
与保险丝高温熔断不同,空气开关的作用原理是一系列环环相扣的电磁连锁反应。排除电路中的故障后,闭合开关即可重新投入使用,这种重复使用性也是它与保险丝相比最大的优势。
但另一方面,由于空气开关具有一定的热滞后性,在大电流通过的瞬间,空气开关的动作有一定延迟,不能够立即跳开,而保险丝却可以立即熔断。在这种情况下保险丝的优势就显现了出来,因此在一些场合中,保险丝仍作为电路中重要的保护元件被应用。
总而言之,在安装了保险丝或者空气开关之后,家庭电路的运行使用就有了可靠的保障。
当然了,尽管保险丝和空气开关一直秉持着“牺牲我一个,保护千万家”的态度,遇险则跳,恪尽职守,但还是希望大家在平时也能够多掌握一些安全用电的基本常识,养成良好的用电习惯,尽量避免各种安全隐患的发生~
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