什么情况容易发生短路?电路中的短路有哪些特点?短路的定义是什么?

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什么情况容易发生短路?电路中的短路有哪些特点?短路的定义是什么?
1个回答 分类:物理 2014-09-30

问题解答:

我来补答
短路的定义是电源的正负两极间直接连通,没有电阻.根据欧姆定律:I=U/R,短路的话,就是R=0,则电流无穷大,当然这是理想情况.现实条件下,电阻R一般不可能为0(超导情况下可以为0,但那是高端物理技术了,不必考虑),所以现实中的短路就是指电源两极间连通的电阻R很小,电流I很大.
从物理本质上理解短路:电源正负两极用导线连通后,会产生电流,从电源正极通过导线流向负极,电流的载体是电子(当然还有离子等,以电子为例),电子在导线中移动,形成电流.电子在移动过程中,会收到导线中原子等的阻力,导致其定向移动速度不能太快,这个就像飞机在空中飞会受到空气阻力,这就是有电阻情形.而当在某种条件下,导线中的原子等,不能对电子的定向迁移产生阻力时,电子就可以以极快的速度通过导线,导致电流非常大,这就是电阻为0情形,即短路,就像航天飞机飞出大气层后,不再受到空气阻力一样.
如上所说,现实中的短路就是连接电源两极的导线电阻R非常小.导线电阻的大小取决于导线的材质、粗细、长短等.同种材质的导线越长、细则电阻越大,而同种形状导线,银导线的电阻要小于铁导线,而铁导线又小于木头,等等.如果一个电路,开始是用长细的铁导线(电阻大)连接,在一定大小电流下正常工作,然后把导线换成短粗的银导线(电阻小),则电流会变得很大,超出正常工作范围,则形成短路.
短路的危害来自于短路本身的定义:电路的电流非常大.根据定律 E=U*I,即导线上电流产生的热量等于电压乘以电流.电流很大,而电压恒定,则产生热量很大,这样就会在电路中产生很大的热量,导致导线温度过高,可能烧毁导线..如果是电器短路的话,会烧毁电器内部的线路.当然,短路也并不是只有害处,比如在电网中传输电流时,能做到导线的电阻非常小,则能节省很多电能.还有超导(应用是磁悬浮列车)的目的就是把电阻降低到0..
而进行短路电流的计算当然是为了防止短路的危害.一定的电路,能承受的电流大小有一定限度,超出这个限度就会烧毁电路.所以为了避免这种情况,必须对电路进行短路电流计算,这样在使用该电路时,可以有个依据控制导线电阻,尽量避免电路短路(即避免电阻小于一定值而造成电路烧毁).比如我们的家庭用电接入时都会加根保险丝,这是因为保险丝很容易烧毁,这样,在家庭用电电流太大时,保险丝就会烧毁而断电,以保护家用电器不被烧毁.
再问:
 
 
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