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參量來界定：電壓 電流 電阻

電壓是推動電荷移動的“壓力”。電流是電荷之“流”——即電荷流過導體的速率，可在任一定點測量。導體對電流具有一定程度的阻礙作用，稱為電阻，阻值的大小由導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——改變其中一個另兩個也會發(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)動電荷的電壓或是降低電阻，電流就會增大。如果降低電壓或增大電阻，電流就會減小。

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)，電荷會在大電路中流動，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，電荷就會流動。這樣的電流稱為交變電流，因為它能迅速地改變方向。斷路器設(shè)計

基本型

最簡單的電路保護裝置是保險絲。保險絲只是一根很細的導線，加上一個保護套之后接入電路。電路閉合后，所有電流必須流經(jīng)保險絲——保險絲處的電流與同一電路上其他各點的電流相同。設(shè)計這種保險絲，是為了讓它在溫度達到某一水平時能夠熔斷。燒毀保險絲可以造成開路，從而防止過量電流破壞房屋配線。

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

電路中的火線與開關(guān)兩端相連。當開關(guān)置于接通狀態(tài)時，電流從底部終端流出，依次流經(jīng)電磁體、移動接觸器、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而增強，如果電流降低，磁力也會減弱。當電流躍升到危險水平時，電磁體會產(chǎn)生足夠大的磁力，以拉動一根與開關(guān)聯(lián)動裝置相連的金屬桿。這會使移動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。

點擊斷路器，觀看打開開關(guān)的情形。

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

增強型

更先進的斷路器摒棄了簡單的電氣設(shè)備，轉(zhuǎn)而使用電子器件（半導體設(shè)備）來監(jiān)測電流水平。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，不僅能預防房屋配線損毀，而其能保護人免遭電擊。GFCI 會不斷監(jiān)測電路中零線和火線上的電流。一切正常時，兩條線上的電流應當完全相同。一旦火線直接接地（例如有人不慎觸碰火線），火線上的電流會突然猛增，而零線則不會。GFCI 在檢測到這種情況后會立即切斷電路，以防止觸電傷亡事故。由于 GFCI 無需等到電流上升到危險水平就能采取行動，因而其反應速度要比傳統(tǒng)斷路器快得多。

房屋內(nèi)的所有線路都應匯聚到中央斷路器儀表板（或保險盒儀表板），儀表板通常位于地下室，或在一個壁櫥內(nèi)。典型的中央儀表板大約有十二個斷路開關(guān)，它們連接著家庭電路中不同的支路。應當有一條支路能將客廳所有的電源插座匯集起來，還應有一條支路專門負責一樓的照明工作。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（在美國是120或240伏），但每個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，但它們都帶有某個數(shù)值的電阻，也稱為負載。正因為有了電阻的存在，電器才能工作。例如，燈泡里面的燈絲對電流有很強的阻礙作用。電荷為了克服電阻，就會發(fā)熱并使燈絲的溫度升高，導致燈泡發(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，電流也是恒定的）。設(shè)計家用電器時，應考慮如何將電流維持在比較低的水平，以確保用電安全。如果某一時刻電路中的電流過大，就會導致家用電器和房屋配線的溫度升高，如達到危險水平，就有可能導致火災。

這樣可以確保電力系在絕大多數(shù)時間里，都能平穩(wěn)地運行。但有些時候，出于某種原因，火線可能會與零線（或其他接地導體）直接相連。例如，一部電風扇的電動機可能會因溫度過高而熔化，并將火線與零線熔在一起。再者，也許有人會往墻里釘釘子，不巧的是，他釘中了一根電線。當火線直接接地時，電路中形成了一個最小阻抗，因而在電壓的推動下，會有大量的電流流過導線。如果這一過程持續(xù)下去，導線就會因溫度過高而起火。

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