通路、断路与短路

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(余洪绪)在无线电技术中,经常可以听到电路、通路、断路与短路这样一些名词。初接触无线电的同志可能还不太清楚,我们在这里作一简单的介绍。

什么叫电路呢?简单地说,就是根据人们的需要,专门为电的流通所设置的“道路”。我们日常所用的电灯、电炉、马达等,都需要用电线把它们和电源接通后才能工作。例如我们把一只小灯泡,两头用导线和电池连接起来,如图1,这样就组成了一个电路。电流就能从电池的正极出发,经过灯泡,流回电池的负极,完成一个回路。电路中有电流通过,灯泡就会发出光来。电灯泡、电炉和马达等都是把电能转换为其他能量的换能器,我们将这些换能器统称为“负载”。因此,一个完全的电路至少要由电源、导线和负载三个基本部分组成。整个电路中的一部分,我们就称它为局部电路或部分电路。

电路有三种不同的工作状态。

1.通路:像图1那样,电路里有电流通过,电路处于正常的工作状态。我们就称它为“通路”。

图1
图1 🔍原图 (390×345)

2.断路:电路处于不工作的状态。比如电路中的开关断开了,或者电路中的某一处中断了,电流不能通过,如图2中的几种情况。我们就把它称为“断路”或“开路”。

图2
图2 🔍原图 (538×288)

如果我们将图1的电路里串入一个电容器(图3a) ,因为电池所产生的是直流电,直流电不能通过电容器,所以小灯泡就不会发光,因此这个电路是断路的。但如果电源是交流电(图3b),那么情况就不同了。因为交流电能够借电容器的充放电作用在电路上来回流通,所以在交流电电路里如果串连着一个电容器,这个电路应该是属于通路的,灯泡就会点亮。除非这个电容器的电容量很小,对电源发出的一定频率的交流电的阻抗很大,电流几乎等于不能通过,才算作断路。

图3
图3 🔍原图 (498×294)

3.短路:这是电路处于不正常的工作状态。例如在图1的电路里,有一根导线把小灯泡的两端连接了起来(图4)。由于导线的电阻比起小灯泡来要小很多很多,而电流是专拣阻力小的路走的,所以大部分电流都会从这段导线里流过,而流过小灯泡的电流就小到几乎等于没有了。这时不但小灯泡不亮,而且电池将通过电阻很小的导线放出很大的电流,电池很快就会失效。电路的这种不正常工作状态,我们称之为“短路”。

图4
图4 🔍原图 (278×264)

电源短路是十分危险的。拿220伏的市电来说,我们接一个40瓦的灯泡,那么通过灯泡的电流I=\(\frac{P}{V}\)=4l;22l=0.18安培,这是正常情况下的电流。如果电源线的两端不慎短路了,就会通过极大的电流,能烧毁电线,造成火灾。如果短路的是发电机,发电机就会烧坏;短路的是变压器的次级,变压器就会烧坏。所以一般为了保护机件不受损坏,用户都要安装保险丝,在电流超过一定数值时,保险丝就首先烧断,把电路断开,以达到保护电路和机件的目的。

电容器在交流电路里,阻抗是很小的。一个0.1微法的电容器对于频率为1,500千赫(周/秒)交流电的阻抗只有1.1欧姆,和拿一条电线直接接上去差不多。所以0.1微法电容器在1,500千赫的交流电源上,我们可以看作是短路的。在晶体管来复式收音机中,我们可以看到高放级中有如图5的电路。图中电容器C\(_{2}\)对高频电流来说,可以看成是短路的。这样,高频信号就整个地加到了晶体管发射结上去进行放大。而电容器C2对供给基极的直流偏压来说,由于电容器不能通过直流电,对直流电是断路的,这样就防止了直流偏压的短路。所以这个电容器就起到了既传递高频信号又隔断直流的作用。类似这样的电路,在收音机上是不少的,同志们可以自己找找看。

图5
图5 🔍原图 (488×272)

短路虽然是很危险的。但是如果我们掌握了它的规律,也还有用到它的地方。例如在修理晶体管收音机时,我们经常用基极和发射极间迅速短路一下的办法,看扬声器有没有“喀啪”声来判断这级晶体管以后的电路有没有坏,来帮助寻找故障所在。修理电子管收音机,如果手头没有电压表,要试试高压有没有,也经常用螺丝刀迅速碰触短路一下,看有没有火花发生来判断高压有没有加上。所以只要我们掌握了短路的规律,不但可以避免发生危险、损坏机件,有时也还是可以为我们所利用的。