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短路的妙用

作者：汪四新　 　时间：2007-8-14　　　　本文热度：　　　　等级：★★★
　　南凌籍山镇南翔学校，安徽省南陵县242400
　　
　　在大家的意识中短路是危害性非常大的电路现象。它将会导致电路的电流过大，使电路发热过多，容易引发火灾事故、危及人身和财产的安全。因此，一旦谈到短路，就会色变，想到它带来的危害。事实上，巧妙地利用短路会给人们以清新的认识和无比的乐趣。我们就来认识一下局部短路(或部分短路)法，它给电路增添新色彩。所谓局部短路是用—根导线(电阻非常小可忽略)直接连接在用电器的两个接线柱上，即与用电器并联。由于导线电阻较小，电流就直接从导线上流过，而不通过该用电器，与其他用电器组成通路。
　　
　　1　局部短路检测电路
　　
　　1.1判断两种基本电路类型
　　有两个用电器(如电灯)组成的基本电路，怎样用最简单的方法判断它的连接方式是串联还是并联?
　　析与解如图1所示，只要用一根导线接在任意一只电灯的两端，此灯就被短路而不发光。
　　
　　由图1(甲)知灯L1被短路，灯L2仍发光(要亮些)。由图1(乙)知灯L2被短路，而灯L1好象还能发光。实际上灯L1同时也被短路，结果L1、L2都不亮。
　　归纳用一根导线接在任何一个电灯上，若另—个灯仍发光，则两灯是串联，若另一个灯也不发光，则它们是并联。
　　1.2判断电路中的故障
　　在小彩灯的电路中，小彩灯都是串联起来的，若其中一只小彩灯灯丝断了，则其它的灯都会熄灭，请你分析故障灯所在的位置。
　　析与解根据串联电路的特征，在电路中只有一条电流路径，只要有一处断开整个电路就成断路，所有的灯都会熄灭，若在此处用导线连接起来，则电路就会成通路，其它的灯马上会发光起来。归纳用一根导线连接在任意一只彩灯两端，若发现其它灯都亮了，则此灯就是故障灯。
　　1.3插孔式电阻箱的变阻原理
　　图2所示是插孔式电阻箱结构示意图，A、B、C、D表示铜塞，将铜塞A、C拔出时，电阻箱连入电路中的阻值是多少?
　　
　　析与解插孔式电阻箱内有许多定值的电阻丝，铜塞全部拔出后，它们都串联在一起，由于铜的电阻率比电阻丝的电阻率小得多，它的电阻比电阻丝的电阻也小了很多。当把某一铜塞插上时，就相当于用一根铜导线把该电阻丝短路，此电阻就不起作用，即铜塞插得越多，被短路的电阻丝越多，电阻值就越小。
　　归纳此题因A、C拔出，B、D插上，2Ω和5Ω的电阻丝被短路，所以电阻箱接入的阻值是1Ω+2Ω=3Ω。
　　
　　2　设计特殊电路
　　
　　2.1防盗报警电路
　　如图3所示的某仓库门口的自动报警电路示意图。电铃两端的导线分别和固定在门上的c点的小铁块和金属板b相连。正常情况下c处小铁块与a铁板d处相按触，请解释此装置是如何实现报警功能的。
　　析与解值班室内的电铃与电灯组成串联电路，在电铃两端用导线分别与仓库门上金属块c和金属板b相连，在门正常关闭的情况下，c与d接触，a、b之间有弹簧相连，电铃处于被短路状态而不发声。一旦有人踩上门前的铁块，弹簧由于受压而缩短，c与d之间立即分离，短路线被断开，使电铃与电灯都处于工作状态，而发出声光报警起到防盗作用。
　　归纳当有人踩上门前的铁板时，弹簧受压缩短，c与d触点分离，电铃被短路的线路断开，电铃就会正常工作而发声报警。
　　2.2自动温控电路
　　电热毯有两个工作档，一档是加热，一档是保温。如图4所示为电热毯的简化电路，S是总开关，R1为发热丝，R2为限流电阻。当开始加热时，S1处于闭合状态，当温度达到所设定温度时，S2自动断开进入保温状态。请说明它的加热和保温工作原理。
　　析与解当S闭合时，温控开关S1处于闭合状态，R2被短路，电路总电阻较小，电流较大，电阻丝发热增多，温度升高比较快。当温度升到所设定的温度值时，温控开关S1自动断开，R2与R1串联工作，

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