斷路器工作原理

1、斷路器工作原理斷路器工作原理由廈門日華機電成套有限公司專業(yè)總結(jié)，在于對斷路器知識的普及，從通俗易懂的角度出發(fā)，向大家介紹斷路器的工作原理，我司專業(yè)制造斷路器輔助配件，歡迎來圖來樣定做。 在現(xiàn)代人的生活中，斷路器絕對是一種舉足輕重的電路裝置，而且是家用電路中最重要的安全機制之一。一旦房屋配線中的電流流量過大，這種簡單的電路裝置就會切 斷電源， 直至故障被排除。如果沒 有斷路器 （或其替 代 品保險絲） ，家 庭用電 就會非常不方便，原 因在于， 僅僅 是線路 問題和設(shè)備故障就可能會造成 火災(zāi)和其他事故。在本文 中，我們會 介紹斷路器 和保險絲如何監(jiān)控電流，以及 它們 在電流 水平 過高時如何切

2、斷電源 。我們不難 發(fā)現(xiàn)， 對于 可能 造成人 員傷亡 的事故 來說 ，使用斷路器 不失為 一種最簡單的解決方案 。電學基礎(chǔ)知識欲了解 斷路器， 不妨先了解 一下家用電路的工作原理。電氣屬性主 要由 三個參 量來 界定：電壓電流電阻電壓 是推動 電荷移動 的“壓力”。電流是電 荷之“流”即 電荷流過 導體 的速率 ，可在 任一定 點測 量。導體 對電流 具有一定 程度的 阻礙 作用， 稱為 電阻，阻值 的大 小由導體 的材料 和尺寸所 決定。電壓 、 電流 和電阻這三 者是相互關(guān)聯(lián) 的 改變 其中一 個另兩 個也會發(fā)生 改變 。電流 等于電壓除以 電阻（一般記 作 i=v/r ） 。我 們可以

3、直 觀地想到 ：如果 增大驅(qū)動電荷的電 壓或 是降低 電阻，電流 就會 增大。 如果 降低 電壓或 增大電 阻，電流 就會 減小 。所有這 些又 是如何 來到您 家中的 呢？配電 網(wǎng)把 電流從發(fā)電 廠輸送到您 的家中。 在家用電路 內(nèi)，電荷會 在大電路中流動，大電路 又由很多小 電路 組成。電路的一 端是火線，與發(fā)電 廠相連 。另一端稱 為零 線，與地面相連 。由于火 線與高電位相連 ，而 零線則連往零 電位（地面 ） ，電路 兩端 就產(chǎn)生了 電壓 只要電路閉合 ，電 荷就會 流 動。這樣的電流稱為交變 電流， 因為它能 迅速地改變 方向。配電 網(wǎng)以恒定的電 壓輸電（在美國 是 120 或 2

4、40 伏 ） ，但每 個家庭的電 阻卻 是不同的（因 而電流 也不盡相同 ） 。盡管燈泡 及其他 電器種 類各異 ，但它們 都帶 有某個數(shù)值 的電 阻，也稱 為負載 。正因為 有了電 阻的存在，電器 才 能工作。 例如，燈泡里面 的燈絲對電流有 很強 的阻礙作用。電 荷為了 克服 電阻，就會 發(fā) 熱并 使燈絲的溫 度升高，導致燈泡 發(fā)光。在家用電路中， 火線和 零線絕 不能直 接 相連 。電路中的電 荷總是要流 經(jīng)電器， 而電器 起到 了電阻 的作用。這樣，電器對電流的 阻礙 作用 就 限定 了電路中電 荷的流量（電壓和 電 阻恒 定時，電流 也是恒定的 ） 。設(shè)計家用電器 時，應(yīng)考慮 如何

5、將電流 維持 在比較 低的 水平 ，以確保用電安全。 如果 某一時刻電路中的電流過大，就會導 致家用電器 和房屋配線的 溫度升高，如達 到危險水平 ，就有可能導 致火災(zāi) 。這樣 可以 確保電力 系統(tǒng) 在絕大 多數(shù) 時間里，都能平 穩(wěn)地運行 。但有些時候，出于 某 種原 因，火線 可能會 與零 線（或其他 接地導體）直 接相連 。例如，一 部電風扇 的電 動機可能會因 溫 度過高 而熔化 ，并將火 線與零 線熔在一 起。再者，也許有人 會往墻里釘釘子 ，不巧的是， 他 釘中了 一根電線。 當火 線直接接 地時，電路中 形成了一個 最小阻 抗，因而在電 壓的推動下 ，會有大量的電流流過導線。 如果

6、 這一過 程持續(xù) 下去， 導線就會因 溫度過 高而起火。斷路器的 職責 是在電流 高于安全 水平時切 斷電路。 在下 面的章節(jié) 中，您會了解 斷路器是 如何做到 這一 點的。基本型最簡單的電路 保護 裝置是 保險絲 。保險絲 只是一 根很細 的導線，加上 一個保 護套之 后接入 電路。電路 閉合 后，所有電流 必須 流經(jīng)保險絲保險絲處 的電流 與同 一電路 上其他 各點的電流相同 。設(shè)計這種 保險絲 ，是為了 讓它在 溫度達到某 一水平時能 夠熔 斷。燒毀 保險絲可以 造成開 路，從而 防止 過量電流 破壞 房屋配線。保險絲 的問題 是，它 只能發(fā)揮一次作用。 每當保險絲被 燒斷后，就必須換

7、一個新的。斷路器能起 到與 保險絲 相同 的作用， 卻可以 反復 使用。只要電流 達到危險水平 ，它就能 立刻 造成開路 ?；?型斷路器 僅由一 個與雙金 屬條 或電磁體相連 的 開關(guān)構(gòu)成。 下圖是一 個 典型 的電 磁體設(shè) 計圖。電路中的 火線與開 關(guān)兩端相連 。當開 關(guān) 置于 接通狀態(tài) 時，電流從 底部終 端 流出， 依次 流經(jīng) 電磁體 、移動 接觸 器 、靜態(tài)接觸 器，最 終從頂部終 端 流出。電流 能磁化 電磁體（ 請查閱 電磁體工作原理一 文， 了解 具體原因） 。電 磁體 產(chǎn)生的 磁力隨 電流的 增強 而增強 ，如果 電流 降低 ，磁力 也會減弱。當電流 躍升到 危險水平時 ，電

8、磁體會 產(chǎn) 生足夠 大的 磁力，以拉動 一根與開關(guān)聯(lián) 動 裝置 相連 的金屬 桿。這會使移動 接觸 器傾斜并離開靜態(tài)接觸 器， 繼而切 斷電路。電流 也 就中斷 了。雙金 屬條設(shè)計依 據(jù) 的是 相同 的原理， 區(qū)別 在于這 里無需給 電磁體能 量，而是 讓金 屬條在高 電流下 自行彎曲 ，繼而啟 動聯(lián)動裝置。 還有 些斷路器 靠填充 易爆物 來移置開 關(guān)。當電流 超過 某一水平時 ，就會點 燃易爆材料 ，繼 而驅(qū)動活塞打 開開 關(guān)。增強型更先 進的斷路器 摒棄 了簡單的電 氣設(shè)備 ， 轉(zhuǎn)而使用電 子器件（ 半導體設(shè)備） 來監(jiān)測 電流 水平 。這些 元件的 精度要 高得多，而且 能更 為迅速地切

9、斷電路， 但價格 也要貴得 多。因此，多數(shù) 家庭仍 使用傳統(tǒng)電氣 斷路器。接地故障斷路器（gfci ）是一種 新型 斷路器。這種斷路器，不僅能 預(yù)防房屋配線 損毀，而 其能保 護人免遭 電擊 。gfci 會不 斷監(jiān)測 電路中 零線和火 線上 的電流。一 切正 常時 ，兩條線 上的電流 應(yīng)當 完全相同 。一旦 火線直接接 地（例如有人 不慎觸碰火線 ） ，火線 上的電流 會突然猛增 ，而 零線則不會 。gfci 在檢測到這種 情況 后會立即切 斷電路， 以防止觸 電傷亡事故 。由于gfci 無需 等到 電流 上升到 危險水平就能 采取 行 動， 因 而其反應(yīng) 速度要 比傳統(tǒng)斷路器 快得多 。房屋 內(nèi)的所有線路 都應(yīng)匯聚 到中央斷路器 儀表板 （或保險 盒儀表板 ） ，儀表板 通常位于地 下室，