在2000年的第十届全国初中物理知识竞赛试题中,有一道简答题有如下说明:“目前新建楼房的供电系统中已经不再使用保险丝,而是使用一种自动控制的安全电路。当用电负荷过大或发生短路时,电路会自动切断,如果站在地面的人碰到火线而使火线与大地经人体构成通路,电路也会自切断,以保人身安全。”那么上述两种情况下电路是怎样自动切断呢?下面本文就来介绍一下其中的电路原理。
首先电路中接有一漏电保护器,其作用是当用电器漏电或站在地面上的人碰到火线而使火线与大地经人体构成通路时能自动切断、其电路原理如图1,火线和地线分别对称地在铁氧体磁环上烧成两个线圈(a)和(b),构成一个零序电流互感器,线圈(C)接一电流放大电路。当电路正常工作时因为通地火线和零线的电流大小相等,因而铁氧体磁环中磁通为零,一旦有某处发生漏电(如图中虚线所示)或站在地面的人碰到火线,则通过火线和零线的电流就不再相等,因而线圈(C)中就会产生感应电流,这个感应电流经放大后就会触发继电器动作,从而使电路断开。
其次,电路中还接有一空气开关,它的作用是当电路中的用电器负荷过大或发生短路时、会自动切断电路,其电路原理如图2所示,在电路中串一电磁铁,同时将电流设定在某一数值上(例如10A或20A)使电路中的电流达到设定值,电磁铁的磁性达到恰好可以触发继电器动作,这样当出现过载或短路时,空气开关就可自动切断电路。
在新建楼房的供电系统中,空气开关和漏电保护器是串联连接的,并通过机械装置使它们分别与总开关联动,他们都能独立使总开关断开,自动切断电路从而确保人身安全。
张 勇 (镇江第四中学 江苏 212000)
