title: 第5节 电阻 autoGroup-1: 第1章-电的基本概念 卷1-直流电(DC) # 形成侧边栏章节并排序 -X X为排序号 0~100... date: 2022-03-02 02:03:58 search: true # vuepress-plugin-fulltext-search 完全搜索插件使用 comment: false # 是否启用评论插件 sidebarDepth: 2 # 0 展开到h1 1 展开到h2 2 展开到h3 autoIgnore: false # 文件不显示在侧边栏
上一节的电路不是很实用。事实上，用一根电线直接将电压源的两极连接在一起非常危险。危险的原因是在这样的短路中电流的幅度可能非常大，并且能量的释放可能非常剧烈（通常以热量的形式）。所以，电路的构造方式是尽可能安全地实际利用释放的能量。
电流的一种实用且普遍的用途是用于电照明的操作。最简单的电灯形式是透明玻璃灯泡内的微小金属“灯丝”，当有足够的电流通过时，它会以热能发出白热（“白炽灯”）。和电池一样，它有两个导电连接点，一个用于电流输入，另一个用于电流输出。连接到电压源，电灯电路看起来像这样：
当电流通过灯的细金属灯丝时，它遇到的运动阻力比通常在一根粗电线中的阻力更大。这种对电流的反作用取决于材料的类型、横截面积和温度。它在技术上称为电阻(阻抗)。可以说导体具有低电阻和绝缘体具有非常高的电阻。与“短路”相比(短路只把电源直接短接或者不该连接的地方连接), 该电阻用于限制在电池提供给一定电压的情况下通过电路的电流量，而“短路”中我们只有一根电线连接到电池的两端。当电流逆着阻力运动时，就会产生“摩擦”。就像机械摩擦一样，电流与电阻流动所产生的摩擦以热的形式表现出来。灯丝的集中电阻导致该灯丝耗散相对大量的热能。这种热能足以使灯丝发出白热光，产生光，而将灯连接到电池，电阻低得多的电线在传导相同数量的电流时几乎不会变热。与短路的情况一样，如果电路的连续性在任何一点被破坏，电流就会在整个电路中停止流动。安装好灯后，这意味着它将停止发光：
和以前一样，在没有电流流动的情况下，电池的全部电势（电压）在断路处可用，等待连接跨过断路并允许电流再次流动的机会。这种情况被称为开路，其中电路连续性的中断会阻止电流通过。只需一次中断连续性即可“打开”电路。一旦任何中断再次连接并重新建立电路的连续性，它被称为闭合电路。
我们在这里看到的是通过远程开关来开关灯电路。因为电路连续性中的任何中断都会导致整个电路中的电流停止，我们可以使用一种旨在有意中断该连续性的设备（称为开关），安装在我们可以连接电线的任何方便位置，以控制电流的流动电路中的电流：
这就是安装在房屋墙壁上的开关如何控制安装在走廊上的灯，甚至是安装在远离开关的另一个房间的灯。开关本身由一对导电触点（通常由某种金属制成）构成，由机械杠杆致动器或按钮强制连接在一起。当触点相互接触时，电流能够从一个流向另一个，从而建立电路的连续性。当触点分开时，电流从一个触点流向另一个触点被空气绝缘阻止，电路的连续性被破坏。
为说明基本原理而展示的最佳开关类型可能是“刀”开关：
刀形开关只不过是一根导电杆，可以在铰链上自由转动，与一个或多个同样导电的固定触点发生物理接触。上图所示的开关是在瓷质底座（一种优良的绝缘材料）上构建的，使用铜（一种优良的导体）作为“刀片”和触点。手柄是塑料的，用于在打开或关闭开关时将操作员的手与开关的导电刀片绝缘。
这是另一种类型的刀开关，有两个固定触点而不是一个：
此处显示的特定刀开关有一个“刀片”，但有两个固定触点，这意味着它可以接通或断开多个电路。目前，了解这一点并不是非常重要，只是开关是什么以及它如何工作的基本概念。刀式开关非常适合说明开关工作原理的基本原理，但在大功率电路中使用时会出现明显的安全问题。刀形开关中的裸露导体容易意外接触，并且活动刀片和固定触点之间可能发生的任何火花都可以自由点燃附近的易燃材料。大多数现代开关设计都将其移动导体和接触点密封在绝缘外壳内，以减轻这些危险。
开路和闭路 为了与电路的“开”和“闭”术语保持一致，从一个连接端子到另一个连接端子的开关（例如：刀片完全接触固定触点的刀开关）为电流流动提供连续性通路并称为闭合开关。相反，断开连续性的开关（例如：刀片未接触固定触点的刀开关）不允许电流通过，称为开路。这个术语经常让电子学的新学生感到困惑，因为“打开”和“关闭”这两个词通常在门的上下文中被理解，其中“打开”等同于自由通过，“关闭”等同于阻塞。对于电气开关，这些术语具有相反的含义：“打开”表示没有流动，而“关闭”表示电流自由通过。
