侃侃“短路”_教学参考-查字典物理网

一、短路的概念

在正常供电的电路中，电流是流经导线和用电器，再回到电源上成一个闭合回路的。但是如果在电流通过的电路中，中间的一部分有两根导线碰在一起时，或者是被其他电阻很小的物体短接的话，就成为短路了。短路时，电源电流就不通过用电器，只通过电源局部的导线，这样电流就只通过电阻很小的捷径，因此就增大了这个电路中的电流。这种电流可以达到正常电流的几倍，甚至几十倍或更多。这种过大的电流会使用电设备或导线发热而烧坏。通常情况下，这是一种严重而应该尽可能避免电路的故障。

二、短路的分类

通路、开路和短路是电路的三种状态。其中短路又可分为电源短路和用电器短路两种情况。用一根导线将电源的两极直接连接起来，叫做电源短路。此时电路中的电流很大，会把电源烧坏，因此必须避免电源短路的情况发生。用导线把用电器的两端直接连接起来，叫做用电器短路。常把连在用电器两端的这条导线叫做短路导线。用电器短路时，电流不通过用电器而直接从短路导线中通过。用电器短路的情况，有的时候可以被利用。为了与电源短路相区别，用电器短路也常常被称为短接。

三、短路发生的原因

学生实验电路中，可能导致短路的元件有：导线、开关、电流表、滑动变阻器的滑片。如图1是它们使电路发生短路时的局部电路图。发生短路的主要原因可能是电路连接错误或操作错误。

图1

家庭电路中，由于种种原因相接或相碰，产生电流忽然增大的现象称短路。在短路电流忽然增大时，其瞬间放热量很大，大大超过线路正常工作时的发热量，不仅能使绝缘烧毁，而且能使金属熔化，引起可燃物燃烧发生火灾。造成短路的主要原因有：1．线路老化，绝缘破坏而造成短路；2．电源过高电压，造成绝缘击穿；3．小动物（如蛇、野兔、猫等）跨接在裸线上；4．人为的多种乱拉乱接造成；5．室外架空线的线路松弛，大风作用下碰撞；6．线路安装过低与各种运输物品或金属物品相碰造成短路。

四、家庭电路短路危害的防止

防止短路火灾，首先要严格按照电力规程进行安装、维修，根据具体环境选用合适导线和电缆。其次，强化维修管理，尽量减少人为因素，经常用仪表测量电线的绝缘程度。第三要选用合适的安全保护装置。当采用熔断器保护时，熔体的额定电流不应大于线路长期允许负载电流的2．5倍；用自动开关保护时，瞬时动作过电流脱扣器的整定电流不应大于线路长期允许负载电流的4．5倍。熔断器应装在引线上，变压器的中性线上不允许安装熔断器。

五、家庭电路短路故障点的查找

查找支路熔断的保险丝或保险管，即可查找到短路故障点。当形成短路故障点的可能范围较大时，可用“挑担法”查找短路故障点。以照明电路为例：若有一人多盏灯的照明电路已短路，可先将所有灯的开关关上，用一只较大功率的灯泡（如100W）跨接在已熔断保险丝的两端，再分别开启，关断支路上的灯泡，当开启某灯泡不亮，而跨接较大功率的灯泡亮度突然增大时，则此支路灯泡为短路故障点。用“挑担法”查找短路故障点，需接通电路，再次供电，这对某些贵重、精密仪器很不安全。因此，在实验室中常用万用电表测定电源外电路电阻值的方法，查找短路故障点。

六、短路现象的应用

1．特殊电路设计

例如：小轿车的仪表盘上，有一个显示汽车车门关闭状况的指示灯。只要四个车门中有一个没关闭（此时装在车门上的电路开关处于断开），电灯与电阻串联，指示灯就发光提醒。该装置工作原理图如图2所示。只有四个车门全关闭时，电灯被短路，只有电阻接入电路，此时灯泡不发光，显示车门已经关闭好。

2．用电器功率档位调节

如图3所示为一种电烙铁的结构示意图和电路图，发热电阻丝R与小灯泡L组成串联电路。烙铁柄上有一个常开按钮开关S₂。只闭合电键S₁时，发热电阻丝R与小灯L串朕，电烙铁处于预热状态而维持一定温度。当需要焊接时，手握烙铁柄，将常开按钮S₂闭合，使电灯L短路，电阻丝发热量增多，使温度很快上升至焊丝的熔点，可进行焊接。

3．查找电路断路故障点

例如：有一串节日用小彩灯，由24只小灯泡串联后接在220V的电源上，使用时由于某一只小灯泡灯丝被烧断而使其余小灯泡全部熄灭，因为彩灯上涂有颜色，致使无法看清是那一只小灯泡的灯丝断了。有一种既安全又简单可行的办法，可以查出故障所在。具体方法是：用一段导线，依次将各灯短路，直到发现短路一只灯泡时其它都亮了，也就找到了断丝灯泡。

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