HeavenFox's Space

五 断路和短路

1.元件的断路和短路

我们实验中难免会遇到坏掉的元件.元件坏掉无外乎两种情况:断路和短路

断路就是说,这个元件相当于一个断开的开关.这样,在分支点以内的所有元件便都不工作了.

一般情况下我们遇到的都是断路.例如,小灯泡的灯丝烧断.

而短路和断路的区别是,短路的元件相当于闭合的开关.

2.被短路的元件

被短路的意思是,元件两端被用导线(或等价物,比如水)连接了起来.

假如一个(或多个)元件两端被用导线连接了起来,就说它被短路了.

很多人不明白,为什么把元件两端连起来元件就不工作了呢?

我们设想导线是道路,而电就是这上面的行人.

用电器之所以叫用电器,是因为它们是用电的.它们就像道路上的劫匪,看见电就会毫不犹豫地抢走一部分.

那么,假如电面前有两条道路,一条没有任何劫匪,一条有一些,它会怎么办? 

聪明的电当然会走那个没有劫匪的.

当然,这是个极其通俗的解释.下面我们看一个稍微严谨一点的(如果你没有兴趣可以跳过)

想像有一根水管子,上面接了几个水龙头.如果给它加一个水压,那么水龙头会正常出水.但如果在这根水管的两头之间再连接一根水管,情况会如何?水龙头流出的水会变少.随着那根水管的变粗,流出的水会越来越少.直到有一天,这根水管是无限粗的了.这时,水龙头里会一点水也出不来了.

如果你还认为这个过于通俗,那么请你看一看串并联电压电流规律一文.

如果你还想要更严谨一点的,那么我只好告诉你,我想不出来了.物理不像数学,一切都有原因,否则公理化物理不就实现了吗?

注意,什么元件被短路都行,就是电源不行.为什么?

3.电路中的断路和短路

如果一个电路不是处处连通的,这个电路就是开路或断路.

(题外话:开路和断路还是有一点区别的.开路一般是受控制的,断路则是故障引起的)

而如果一个电路是短路意味着这个电路里的电源被短路了.这是一个极其危险的状态!为什么?

现在也许解释不明白,当你学完欧姆定律和电热(焦耳定律)有关知识你就明白了

如果你还不明白,请看下面的部分,前提条件是你已经掌握了欧姆定律和电热.

根据欧姆定律,电流与电阻成反比.导线的电阻很小,那么电流会很大.这样的电流,导体不能承受,电源也不能承受.又根据焦耳定律可知,此时会放出巨大的热量.

如果只有一部分电路被短路,叫做局部短路.局部短路不像电源短路,可以自由地使用,一般在实现前文提到的逻辑"非"里用到.

4.习题

1.某同学自制了一个手电筒,电路如图1所示.请问这个手电筒能正常工作吗?闭合开关会造成什么后果?如何改进?

图1