继续观察上图,如果开关K置于3触电处,那么这时负载电阻为零(不考虑导线电阻的情况下)。这时就好比直接将电源的正极接到负极上。此时电路就处于短路状态(老话俗称连火了)。在此状态下电路中的电流几乎就是电源电动势÷电源内部电阻了,即I=E/r0。由于电源内阻r0一般很小,所以如果电路出现短路,那么电流I就很大,如果电路中没有保护装置,较大的短路电流很容易导致线路过热烧坏或者直接烧坏电源,造成严重的安全事故即财产损失,电工工作中要仔细避免。所以我们电工一般都需要在电路中安装好熔断装置(比如保险丝),这一当电流突然增大时可以瞬间把保险丝烧坏,从而实现断路而保护设备及电源的安全。
《电流的热效应:焦耳-楞次定律讲解》的课程中我们知道,电流通过电阻时要做功,将电能转换为热能,电阻会发热,这种现象称为电流的热效应。这种效应在我们生活中的电器设备中被广泛使用,但因为这种热效应会时刻跟随着电流,所以它有利也有弊。有利的电流热效应。电流热效应的利弊。例如电炉通电后,电炉丝变得发红;白炽灯通电后,一会儿热得烫手;电饭锅通电以后,可以发生米煮成熟饭。这些都是电流热效应的有利应用,这些设备好包括电热水器、电烤箱等等:另外它的有利应用在工业中也是非常广泛,主要也是用来制造热能。电流热效应的弊。当大电流通过电导线而导线又不够粗时,就会产生大量的热量,破坏导线的绝缘性能,从而导致多条导线的线路出现短路,引发电气火灾。为了避免导线过热,有关部门对各种不同截面积的电导线缆规定了最大允许电流(安全电流)。短路电流的热效应是酿成电气火灾的主要原因。因为短路电流很大,通常为工作电流的几倍至几十倍,足以引燃短路点周围的可燃物质,从而导致电气火灾的发生。现在电工在一些电路设计及施工中,采取电气火灾监控系统来尽量减少和控制此类事件的发生及影响。一些大功率电子元器件在工作中要发热,电动机、变压器等在运行中会产生升温,这也是电磁热效应引起的,温度过高会危机这些设备的安全,所以一般要想方设法采取散热措施,以便延长设备的使用寿命。
定义:在均匀磁场中,磁感应强度B和垂直于磁场方向的某一面积S的乘积,称为通过这个面积的磁通量,用符号“Φ”表示。因此可得知磁通量计算公式为:磁通量计算公式上述公式中所代表的的具体含义分别是:B:表示磁感应强度,单位(T)S:表示与磁力线方向垂直的面积,单位(m2)Φ:表示穿过S面积的磁通,单位(Wb)磁通量单位:磁通量标示符Φ的国际单位制单位是韦伯,常以符号Wb表示。在电力工程计算中,也常采用麦克斯韦作单位,简称“麦”,韦伯和麦克斯韦之间的换算关系为:1 麦克斯韦(Mx)= 1 高斯(Gs)×厘米2 = 10-8韦伯(Wb)磁通密度如果吧磁感应强度B的大小和磁通量Φ与磁力线抽象的联系起来,则可认为磁通Φ在数值上就等于垂直通过该单位截面的磁力线条数。由磁通量计算公式Φ=BS得:磁通密度,这样,磁感应强度B的大小就等于通过单位面积上的磁力线条数。因此,磁感应强度大小又称为磁通密度。由此得出一个结论:磁通密度是磁感应强度的一个别名,它表示垂直穿过单位面积的磁力线的多少。(注意笔者上面将Φ和B比作磁力线的描述中加粗的字体含义区别)由此可知,B和Φ是从不同角度描述磁场性质的物理量。磁感应强度B是描述磁场中某点的磁场大小,而磁通量Φ是表示磁场中某一范围内的磁场总体情况的物理量。磁感应强度B是矢量(有大小和方向的量叫矢量),而Φ是标量(只有大小而无方向的量叫标量)。在分析电磁现象时,应视具体情况而选用合适的量。