短路的妙用

南凌籍山鎮南翔學校，安徽省南陵縣242400

在大家的意識中短路是危害性非常大的電路現象。它將會導致電路的電流過大，使電路發熱過多，容易引發火災事故、危及人身和財產的安全。因此，一旦談到短路，就會色變，想到它帶來的危害。事實上，巧妙地利用短路會給人們以清新的認識和無比的樂趣。我們就來認識一下局部短路(或部分短路)法，它給電路增添新色彩。所謂局部短路是用—根導線(電阻非常小可忽略)直接連接在用電器的兩個接線柱上，即與用電器并聯。由于導線電阻較小，電流就直接從導線上流過，而不通過該用電器，與其他用電器組成通路。

1 局部短路檢測電路

1.1判斷兩種基本電路類型

有兩個用電器(如電燈)組成的基本電路，怎樣用最簡單的方法判斷它的連接方式是串聯還是并聯?

析與解如圖1所示，只要用一根導線接在任意一只電燈的兩端，此燈就被短路而不發光。

由圖1(甲)知燈L₁被短路，燈L₂仍發光(要亮些)。由圖1(乙)知燈L₂被短路，而燈L₁好象還能發光。實際上燈L₁同時也被短路，結果L₁、L₂都不亮。

歸納用一根導線接在任何一個電燈上，若另—個燈仍發光，則兩燈是串聯，若另一個燈也不發光，則它們是并聯。

1.2判斷電路中的故障

在小彩燈的電路中，小彩燈都是串聯起來的，若其中一只小彩燈燈絲斷了，則其它的燈都會熄滅，請你分析故障燈所在的位置。

析與解根據串聯電路的特征，在電路中只有一條電流路徑，只要有一處斷開整個電路就成斷路，所有的燈都會熄滅，若在此處用導線連接起來，則電路就會成通路，其它的燈馬上會發光起來。歸納用一根導線連接在任意一只彩燈兩端，若發現其它燈都亮了，則此燈就是故障燈。

1.3插孔式電阻箱的變阻原理

圖2所示是插孔式電阻箱結構示意圖，A、B、C、D表示銅塞，將銅塞A、C拔出時，電阻箱連入電路中的阻值是多少?

析與解插孔式電阻箱內有許多定值的電阻絲，銅塞全部拔出后，它們都串聯在一起，由于銅的電阻率比電阻絲的電阻率小得多，它的電阻比電阻絲的電阻也小了很多。當把某一銅塞插上時，就相當于用一根銅導線把該電阻絲短路，此電阻就不起作用，即銅塞插得越多，被短路的電阻絲越多，電阻值就越小。

歸納此題因A、C拔出，B、D插上，2Ω和5Ω的電阻絲被短路，所以電阻箱接入的阻值是1Ω+2Ω=3Ω。

2 設計特殊電路

2.1防盜報警電路

如圖3所示的某倉庫門口的自動報警電路示意圖。電鈴兩端的導線分別和固定在門上的c點的小鐵塊和金屬板b相連。正常情況下c處小鐵塊與a鐵板d處相按觸，請解釋此裝置是如何實現報警功能的。

析與解值班室內的電鈴與電燈組成串聯電路，在電鈴兩端用導線分別與倉庫門上金屬塊c和金屬板b相連，在門正常關閉的情況下，c與d接觸，a、b之間有彈簧相連，電鈴處于被短路狀態而不發聲。一旦有人踩上門前的鐵塊，彈簧由于受壓而縮短，c與d之間立即分離，短路線被斷開，使電鈴與電燈都處于工作狀態，而發出聲光報警起到防盜作用。

歸納當有人踩上門前的鐵板時，彈簧受壓縮短，c與d觸點分離，電鈴被短路的線路斷開，電鈴就會正常工作而發聲報警。

2.2自動溫控電路

電熱毯有兩個工作檔，一檔是加熱，一檔是保溫。如圖4所示為電熱毯的簡化電路，S是總開關，R₁為發熱絲，R2為限流電阻。當開始加熱時，S₁處于閉合狀態，當溫度達到所設定溫度時，S₂自動斷開進入保溫狀態。請說明它的加熱和保溫工作原理。

析與解當S閉合時，溫控開關S₁處于閉合狀態，R₂被短路，電路總電阻較小，電流較大，電阻絲發熱增多，溫度升高比較快。當溫度升到所設定的溫度值時，溫控開關S₁自動斷開，R₂與R₁串聯工作，電路總電阻增大，電流減小，R₁發熱較少，電熱毯進入保溫狀態。

歸納當S、S₁閉合時，分流電阻R₂被短路，R₁在高電壓—卜工作，進入加熱狀態，電熱毯溫度升高，溫度上升到所設定的溫度值時，溫控開關S₁自動斷開，使電路中電阻增大，電流大大減小，R₁發熱減小，電熱毯處于保溫狀態。

2.3自動控制電路

在養奶牛的牧場中，為了不讓奶牛走失，常采用柵欄圈養，請你設計一個電路，一旦奶牛沖破柵欄，在屋里的工作人員就立即出來驅趕。

析與解根據題意可以設計如圖5所示的電路。用一根較長的導線環繞在柵欄上，與電鈴兩端并聯，只要奶牛沖破柵欄導線也被拉斷，電鈴立即響起，工作人員就會出來處理。

歸納在正常狀態下，電鈴被導線短路，燈亮，電鈴不響。當有奶牛跑出草場時，會撞斷導線，電鈴立即響起報警，屋內的工作人員就會出來驅趕。

綜上所述，在電路中，短路固然有危害，但局部短路會給人們有許多意料之外的感動。只要我們充分認識到它的特點，它是很有實用價值的，也必將為現代技術發展提供重要的服務。

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1．家用電飯煲的加熱和保溫功能。

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3．冬天交警值勤時穿得保溫鞋的功能。

4．修理電器的電烙鐵的預熱和焊接功能。