电路的三种状态：负载、开路、短路

工程上的电路往往有三种状态。了解电路的状态对合理用电、节约电能以及安全用电都起着重要的作用。现我们用下图所示的照明电路为例，讨论电路在不同状态时电流、电压和功率的特点。

负载状态、额定值

在图a中，当开关S1、S2…Sn 合上时，电路工作于负载状态。设灯总的等效电阻为忽略导线开关电阻，电路中的电流为I=E/R_L，I的数值取决于负载电阻R_L，若并联在电路上的灯数越多，等效电阻R_L越小，电流I就越大，负载消耗的功率也越大。在电力电路中把这种情况叫做负载增大。显然负载的大小指的是电流或功率的大小，而不是指负载电阻的大小。

电路负载工作时，如果电路各元件都能长期、可靠，而又以最佳状态（效率高、经济性好）工作，就称为额定工作状态，又叫做满载。此时，电路的电流称为额定电流，当电流大于额定电流时，叫做过载，而电流小于额定电流时叫做轻载或欠载。电路各元件长时间工作在过载状态时将会使电气设备发热，温度升高超过元件允许的最高温度会使元件损坏或发生事故，所以是不允许的。若过载时间较短，或在规定的条件下少量过载还是可以的。但电路长期工作在轻载状态则降低了设备的利用率，使电路效率降低。

电气设备额定工作时的电压、电流和功率称为额定电压、额定电流和额定功率，用符号U_N、I_N、P_N表示。额定值是厂家在制造电气设备时，根据所用材料在正常寿命卞允许的耐压、温升而规定的数值。从可靠性、经济性、设备的寿命等多种因素考虑，应该让电路尽量工作在额定状态。

开路（空载状态）

如图a所示电路中，当所有开关S1、S2…Sn都断开时，电路就处于开路状态。此时电路中I=0，电源输出功率P=EI=0，电源两端电压叫做开路电压U₀，它与电源电动势相等，即U₀=E。

电源与电灯连接的总导线断掉时，电路也是开路状态，这属于不正常状态。

短路状态

如图b所示电路中，由电源两端引出的导线因绝缘损坏而直接接通时，电路就处于短路状态。此时，电灯中是没有电流流过的，即负载得不到电能。而电源输出电流的数值很大，叫做短路电流I_sc。若短路点在电源两端点，图中a、b两点，则是最严重的短路，此时短路电流I_sc=E/R₀。R₀为电源的内阻，其阻值是很小的，故短路电流的数值就很大，远远地超过电源的额定电流或导线允许通过的最大电流，如不及时断开电路，将因剧烈发热而使电源、导线和电流表等设备损坏。

短路是电路的一种故障，为了尽快切除短路故障，电路中常接入熔断器、自动开关等保护电器，一旦发生短路，它们能迅速断开电路，以保证设备的安全。

在电路中，有时需要将某件设备两端用导线直接连接，如图a中虚线处用导线将电流表两端直接连起来，使电流表不工作，这叫做短接，是允许的。