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电阻

第一章-电的基本概念

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上一节的电路不是很实用。事实上,这样做是相当危险的(用一根电线直接连接一个电压源的两极)。它危险的原因是在这样的火山中电流的幅度可能很大短路能量的释放可能非常剧烈(通常是以热的形式)。通常,电路的构造方式是尽可能安全地实际利用释放的能量。

电流通过灯的灯丝

一种实用和流行的电流用于电动照明的操作。最简单的电灯形式是透明玻璃灯泡内部的微小金属“灯丝”,当充足的电流通过它时,在充分的电流时,在热能下发热白热(“incandesces”)。与电池一样,它有两个导电连接点,一个用于输入的电流,另一个用于电流以退出。连接到电压源,电灯电路看起来像这样:

电池灯电流

当电流通过细金属灯丝时,它会遇到比通常在一根粗金属丝中更多的阻力。这种对电流的阻力取决于材料的类型、它的截面积和它的温度。它在技术上被称为电阻。(可以说导体具有低抗性和绝缘体具有非常高的电阻。)这种电阻用于通过电池提供的给定电压的电路限制电流的电流量,与“短路”相比,除了连接电压的一端的电线之外。源(电池)到另一个。当电流抵抗阻力的反对时,产生“摩擦”。就像机械摩擦一样,电流产生的摩擦流动的电流以热量的形式表现出来。灯的长丝的浓缩电阻导致在该长丝处耗散的相对大量的热能。这种热能足以使细丝发出白热的产生光,而将灯连接到电池的电线(其具有远低于电阻)的导线几乎不会在进行相同量的电流时升温。如在短路的情况下,如果电路的连续性在任何时候被破坏,则电流流动在整个电路中停止。用灯到位,这意味着它会停止发光:

电池灯无流量

如前所述,在没有电流流动的情况下,电池的整个电位(电压)都可以通过断口,等待连接的机会跨过断口,并允许电流再次流动。这种情况被称为开路,在电路的连续性中断防止整个电流。所有所花款都是一个连续性的一个休息,以“打开”一个电路。一旦任何断裂再次连接并且电路重新建立的电路连续性,就被称为a闭路

开关灯的基础

我们在这里看到的是通过远程开关开启和关闭灯的基础。因为电路中的任何休息导致当前整个电路的电流停止,我们可以使用设计用于故意破坏该连续性的设备(称为a转变),安装在任何方便的位置,我们可以运行电线,以控制电流在电路中:

开关电池电路卷积

这就是安装在房屋墙上的开关如何控制安装在长途走廊的灯,甚至在另一个房间,远离开关。开关本身由一对导电触点(通常由某种金属制成)由机械杠杆致动器或按钮构成。当触点彼此接触时,电流能够从一个到另一个,并且建立电路的连续性。当触点被分开时,通过在间接空气的绝缘和电路的连续性断开时防止从一个到另一个的电流。

刀开关

为了说明基本原理,也许最好的开关是“刀”开关:

2接触刀开关

一个刀开关只不过是一个导电的杠杆,自由地在铰链上旋转,与一个或多个同样导电的静止接触点进行物理接触。上图所示的开关是建立在瓷基上(一种优良的绝缘材料),使用铜(一种优良的导体)作为“刀片”和接触点。手柄是塑料的,当开关打开或关闭时,操作者的手与开关的导电刀片绝缘。这是另一种刀开关,有两个固定触点,而不是一个:

3接触刀开关

这里所示的特定刀开关具有一个“刀片”但两个固定触点,这意味着它可以制造或破坏多个电路。目前,要意识到这一点并不重要,只是交换机的基本概念以及它的工作原理。刀开关很棒,用于说明开关如何工作的基本原理,但在高功率电路中使用时它们存在明显的安全问题。刀开关中的暴露导体与电路发生意外接触,不同的可能性,并且可以在移动刀片和静止接触之间发生任何火花,可以自由地点燃任何附近的易燃材料。大多数现代开关设计具有它们的移动导体和密封在绝缘情况内的接触点,以减轻这些危险。一些现代交换机类型的照片显示了开关机制如何更隐藏,而不是刀具设计:

开关尺寸比较

开路和闭路

根据电路的“开”和“闭”术语,一个从一个连接端接触到另一个连接端的开关(例如:一个刀片完全接触到固定接触点的刀开关)提供电流流经的连续性,称为a关闭开关。相反,一个中断连续性的开关(例如:一个带有刀片的刀开关不是触摸静止接触点)不允许电流通过并被称为打开开关。这个术语经常使电子学的新学生感到困惑,因为单词“打开”和“关闭”通常被理解为一扇门的上下文,在那里“打开”等同于自由通道和“关闭”与堵塞。对于电气开关,这些术语有相反的含义:“开路”意味着没有流动,而“闭合”意味着电流自由通过。

审查:

  • 电阻是对电流反对的衡量标准。
  • 一种短路是一种对电流流动提供很少或没有阻力的电路。高压电源的短路是危险的,因为遇到的大电流会导致大量的热能释放。
  • 一个开路是通过用于电流的路径中断的连续性破坏的关系。
  • 一种闭路是一个完整的,整个良好的连续性。
  • 一种设计用来在受控条件下断开或闭合电路的装置叫做断路器转变
  • 条款“开放”“关闭”请参阅交换机以及整个电路。开关是一个没有连续性的开关:电流无法流过它。闭合开关是提供用于电流流过的直接(低电阻)路径的开关。

相关工作表:

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