最简单的电路保护装置是保险丝。保险丝只是一根很细的导线,加上一个保护套之后接入电路。电路闭合后,所有电流必须流经保险丝——保险丝处的电流与同一电路上其他各点的电流相同。设计这种保险丝,是为了让它在温度达到某一水平时能够熔断。烧毁保险丝可以造成开路,从而防止过量电流破坏房屋配线。
保险丝的问题是,它只能发挥一次作用。每当保险丝被烧断后,就必须换一个新的。断路器能起到与保险丝相同的作用,却可以反复使用。 只要电流达到危险水平,它就能立刻造成开路 。
基本型断路器仅由一个与双金属条或电磁体相连的开关构成。下图是一个典型的电磁体设计图。
电路中的火线与开关两端相连。当开关置于接通状态时,电流从底部终端流出,依次流经电磁体、移动接触器、静态接触器,最终从顶部终端流出。
电磁体产生的磁力随电流的增强而增强,如果电流降低,磁力也会减弱。当电流跃升到危险水平时,电磁体会产生足够大的磁力,以拉动一根与开关联动装置相连的金属杆。这会使移动倾斜并离开静态接触器,继而切断电路。电流也就中断了。
双金属条设计依据的是相同的原理,区别在于这里无需给电磁体能量,而是让金属条在高电流下自行弯曲,继而启动联动装置。还有些断路器靠填充易爆物来移置开关。当电流超过某一水平时,就会点燃易爆材料,继而驱动活塞打开开关。