居家生活中的断路器

配电电网从发电厂到你家提供电力。在您的房屋内部，电荷在一个大电路中移动，该电路由许多较小的电路组成。电路的一端（热线）通向电厂。另一端称为中性线，接地。因为热线连接到高能量源，而中性线连接到电中性源（大地），所以电路两端都有电压-只要电路闭合，电荷就会移动。电流被称为交流电，因为它会迅速改变方向。

配电网以恒定的电压（在美国为120和240伏）供电，但是房屋中的电阻（因此电流）会变化。所有不同的灯泡和电器都提供一定量的电阻，也称为负载。这种阻力是使设备正常工作的原因。例如，灯泡内部的灯丝非常耐流动电荷。电荷必须努力工作才能移动，这会加热灯丝，使其发光。

在建筑物布线中，热线和中性线切勿直接接触。流经电路的电荷始终流经作为电阻的电器。这样，电器中的电阻限制了电路中可以流过多少电荷（在恒定电压和恒定电阻的情况下，电流也必须恒定）。为了安全起见，设备被设计为将电流保持在相对较低的水平。在特定时间流过电路的电荷过多会导致设备的电线和建筑物的电线加热到不安全的水平，从而可能引起火灾。

这样可以使电气系统大部分时间保持平稳运行。但是有时，某些物体会将热线直接连接到中性线，或者将其他物体连接到地面。例如，风扇电机可能会过热并融化，将热线和中性线融合在一起。否则可能有人将钉子钉在墙上，意外地刺穿了一根电源线。当热线直接接地时，电路中的电阻极小，因此电压会将大量电荷推过该线。如果这种情况持续下去，电线可能会过热并着火。

断路器的工作是每当电流跃升至安全水平以上时就切断电路。在以下各节中，我们将找出它是如何做到的。