欲了解斷路器，不妨先了解一下家用電路的工作原理。

電氣屬性主要由三個(gè)參量來界定：電壓 電流 電阻

電壓是推動(dòng)電荷移動(dòng)的“壓力”。電流是電荷之“流”——即電荷流過導(dǎo)體的速率，可在任一定點(diǎn)測(cè)量。導(dǎo)體對(duì)電流具有一定程度的阻礙作用，稱為電阻，阻值的大小由導(dǎo)體的材料和尺寸所決定。

電壓、電流和電阻這三者是相互關(guān)聯(lián)的——改變其中一個(gè)另兩個(gè)也會(huì)發(fā)生改變。電流等于電壓除以電阻（一般記作I=v/r）。我們可以直觀地想到：如果增大驅(qū)動(dòng)電荷的電壓或是降低電阻，電流就會(huì)增大。如果降低電壓或增大電阻，電流就會(huì)減小。

所有這些又是如何來到您家中的呢？

配電網(wǎng)把電流從發(fā)電廠輸送到您的家中。在家用電路內(nèi)，電荷會(huì)在大電路中流動(dòng)，大電路又由很多小電路組成。電路的一端是火線，與發(fā)電廠相連。另一端稱為零線，與地面相連。由于火線與高電位相連，而零線則連往零電位（地面），電路兩端就產(chǎn)生了電壓——只要電路閉合，電荷就會(huì)流動(dòng)。這樣的電流稱為交變電流，因?yàn)樗苎杆俚馗淖兎较?。斷路器設(shè)計(jì)

基本型

最簡(jiǎn)單的電路保護(hù)裝置是保險(xiǎn)絲。保險(xiǎn)絲只是一根很細(xì)的導(dǎo)線，加上一個(gè)保護(hù)套之后接入電路。電路閉合后，所有電流必須流經(jīng)保險(xiǎn)絲——保險(xiǎn)絲處的電流與同一電路上其他各點(diǎn)的電流相同。設(shè)計(jì)這種保險(xiǎn)絲，是為了讓它在溫度達(dá)到某一水平時(shí)能夠熔斷。燒毀保險(xiǎn)絲可以造成開路，從而防止過量電流破壞房屋配線。

保險(xiǎn)絲的問題是，它只能發(fā)揮一次作用。每當(dāng)保險(xiǎn)絲被燒斷后，就必須換一個(gè)新的。斷路器能起到與保險(xiǎn)絲相同的作用，卻可以反復(fù)使用。 只要電流達(dá)到危險(xiǎn)水平，它就能立刻造成開路 。

電路中的火線與開關(guān)兩端相連。當(dāng)開關(guān)置于接通狀態(tài)時(shí)，電流從底部終端流出，依次流經(jīng)電磁體、移動(dòng)接觸器、靜態(tài)接觸器，最終從頂部終端流出。

電流能磁化電磁體（請(qǐng)查閱電磁體工作原理一文，了解具體原因）。電磁體產(chǎn)生的磁力隨電流的增強(qiáng)而增強(qiáng)，如果電流降低，磁力也會(huì)減弱。當(dāng)電流躍升到危險(xiǎn)水平時(shí)，電磁體會(huì)產(chǎn)生足夠大的磁力，以拉動(dòng)一根與開關(guān)聯(lián)動(dòng)裝置相連的金屬桿。這會(huì)使移動(dòng)接觸器傾斜并離開靜態(tài)接觸器，繼而切斷電路。電流也就中斷了。

點(diǎn)擊斷路器，觀看打開開關(guān)的情形。

雙金屬條設(shè)計(jì)依據(jù)的是相同的原理，區(qū)別在于這里無(wú)需給電磁體能量，而是讓金屬條在高電流下自行彎曲，繼而啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置。還有些斷路器靠填充易爆物來移置開關(guān)。當(dāng)電流超過某一水平時(shí)，就會(huì)點(diǎn)燃易爆材料，繼而驅(qū)動(dòng)活塞打開開關(guān)。

增強(qiáng)型

更先進(jìn)的斷路器摒棄了簡(jiǎn)單的電氣設(shè)備，轉(zhuǎn)而使用電子器件（半導(dǎo)體設(shè)備）來監(jiān)測(cè)電流水平。這些元件的精度要高得多，而且能更為迅速地切斷電路，但價(jià)格也要貴得多。因此，多數(shù)家庭仍使用傳統(tǒng)電氣斷路器。

接地故障斷路器（GFCI）是一種新型斷路器。這種斷路器，不僅能預(yù)防房屋配線損毀，而其能保護(hù)人免遭電擊。GFCI 會(huì)不斷監(jiān)測(cè)電路中零線和火線上的電流。一切正常時(shí)，兩條線上的電流應(yīng)當(dāng)完全相同。一旦火線直接接地（例如有人不慎觸碰火線），火線上的電流會(huì)突然猛增，而零線則不會(huì)。GFCI 在檢測(cè)到這種情況后會(huì)立即切斷電路，以防止觸電傷亡事故。由于 GFCI 無(wú)需等到電流上升到危險(xiǎn)水平就能采取行動(dòng)，因而其反應(yīng)速度要比傳統(tǒng)斷路器快得多。

房屋內(nèi)的所有線路都應(yīng)匯聚到中央斷路器儀表板（或保險(xiǎn)盒儀表板），儀表板通常位于地下室，或在一個(gè)壁櫥內(nèi)。典型的中央儀表板大約有十二個(gè)斷路開關(guān)，它們連接著家庭電路中不同的支路。應(yīng)當(dāng)有一條支路能將客廳所有的電源插座匯集起來，還應(yīng)有一條支路專門負(fù)責(zé)一樓的照明工作。大型的家用電器一般都使用專用電路，例如中央空調(diào)系統(tǒng)或電冰箱。

配電網(wǎng)以恒定的電壓輸電（在美國(guó)是120或240伏），但每個(gè)家庭的電阻卻是不同的（因而電流也不盡相同）。盡管燈泡及其他電器種類各異，但它們都帶有某個(gè)數(shù)值的電阻，也稱為負(fù)載。正因?yàn)橛辛穗娮璧拇嬖?，電器才能工作。例如，燈泡里面的燈絲對(duì)電流有很強(qiáng)的阻礙作用。電荷為了克服電阻，就會(huì)發(fā)熱并使燈絲的溫度升高，導(dǎo)致燈泡發(fā)光。

在家用電路中，火線和零線絕不能直接相連。電路中的電荷總是要流經(jīng)電器，而電器起到了電阻的作用。這樣，電器對(duì)電流的阻礙作用就限定了電路中電荷的流量（電壓和電阻恒定時(shí)，電流也是恒定的）。設(shè)計(jì)家用電器時(shí)，應(yīng)考慮如何將電流維持在比較低的水平，以確保用電安全。如果某一時(shí)刻電路中的電流過大，就會(huì)導(dǎo)致家用電器和房屋配線的溫度升高，如達(dá)到危險(xiǎn)水平，就有可能導(dǎo)致火災(zāi)。

這樣可以確保電力系在絕大多數(shù)時(shí)間里，都能平穩(wěn)地運(yùn)行。但有些時(shí)候，出于某種原因，火線可能會(huì)與零線（或其他接地導(dǎo)體）直接相連。例如，一部電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)可能會(huì)因溫度過高而熔化，并將火線與零線熔在一起。再者，也許有人會(huì)往墻里釘釘子，不巧的是，他釘中了一根電線。當(dāng)火線直接接地時(shí)，電路中形成了一個(gè)最小阻抗，因而在電壓的推動(dòng)下，會(huì)有大量的電流流過導(dǎo)線。如果這一過程持續(xù)下去，導(dǎo)線就會(huì)因溫度過高而起火。

斷路器的職責(zé)是在電流高于安全水平時(shí)切斷電路。在下面的章節(jié)中，您會(huì)了解斷路器是如何做到這一點(diǎn)的。