师：同学们，上节课我们学习了家庭电路中用电器总功率过大，会导致通过干路的电流过大。大家还记得还有什么情形会导致家庭电路中通过干路的电流过大吗？
生：火线或零线的金属芯直接接触到一起出现短路，会导致通过干路的电流增大。
师：回答正确。我们看屏幕上的图片，如果插头电源线内的火零线之间的绝缘层损坏，火零线的金属芯直接接触，就会引起短路，进而导致家庭电路中通过干路的电流变大。所以，短路也是引起家庭电路中电流过大的原因之一。根据焦耳定律$Q = I^{2}RT$可知，导线电阻一定时，流过导线的电流越大，相同时间内导线产生的热量就越多，导线温度升高得越厉害，就越容易引发火灾。当电路中因电流过大发生危险，最好的办法是什么呢？
生：断开电路开关，没有电流流过导线，导线就不会发热。
师：是的，但人手操作常常不够及时。有没有一种装置，在通过干路的电流过大后，能够自动断开电路呢？答案是肯定的。为防止电路中电流过大发生危险，电路中常安装保险丝。当通过保险丝的电流小于或等于额定电流时，保险丝正常工作。当通过保险丝的电流大于额定电流，达到或超过它的熔断电流时，保险丝熔断，从而切断电路。保险丝一般采用铅锑合金制作。下面我们介绍几种常见的保险丝。这是瓷插保险盒，是早期原始形态的保险丝，直接以螺丝锁定，用于各种尺寸的旧式开关插座。这是插片式保险丝，常用于汽车电路。这是玻璃管保险丝，常见于电子产品，有带脚和不带脚的。这是贴片保险丝，电脑周边产品、手机等通信设备、数码相机、显示器、电池常用。贴片保险丝在小型保险丝行业中是技术含量相对较高的新品种。贴片保险丝可分为贴片电流保险丝和贴片自恢复保险丝，有兴趣的同学可以查阅相关资料深入了解。一般保险丝使用铅锑合金制作，它是如何工作的呢？请同学们观看演示实验。
我们找来家庭电路保护装置演示器，由于安全原因，演示器由低压22伏供电。演示器由并联的4个灯泡和一个插座组成，干路电流由电流表直接读出。我们找来安全电流5安的保险丝，把它安装在干路上，安装时用螺母把保险丝的两头旋紧。
安装完毕后，我们先把四个灯泡的开关闭合。观察到此时电流表的示数为2.9安，此电流小于保险丝的安全电流，保险丝不熔断。我们把大功率的电热棒接入电路，闭合开关，此时干路电流增加到大于10安，此电流远大于保险丝的安全电流。我们观察到保险丝很快就熔断，保险丝熔断后电路断开，电流表示数变为0。
通过视频我们看到铅锑合金丝在电流较大时断开了。这是因为铅锑合金丝电阻比较大，熔点比较低，当通过它的电流大于额定电流，达到或超过它的熔断电流时，保险丝熔断，从而切断电路，起到保护电路的作用。下面我们一起来进行课堂练习。规格一定的保险丝都有额定电流，通过保险丝的电流不超过保险丝的额定电流时，保险丝不会熔断。如下图所示，不同粗细的某种金属丝对应不同大小的额定电流。问题一，从表格中的数据可以看出，该保险丝的额定电流与保险丝的粗细有什么关系呢？
生：保险丝越粗，保险丝的额定电流越大。
师：回答正确。问题二，能否选择额定电流$I_{n}$ = 7.5安的保险丝保护，允许持续最大安全电流$I_{set}$为6.5安的导线，说说你是怎么判断的？
生：假如通过导线的电流为7安，导线处于不正常工作状态，而此时通过保险丝的电流也等于7安，此时通过保险丝的电流小于保险丝的额定电流7.5安，保险丝不会熔断。
师：是的，也就是说我们在选择保险丝时，要求保险丝的额定电流$I_{n}$不能超过被保护导线的允许持续最大安全电流$I_{set}$。第二个问题，铜丝、铁丝等导线能替代保险丝保护电路吗？
生：不能，因为铜丝和铁丝的熔点高，电阻比较小，在电流过大时不能及时熔断，从而切断电路，不能有效保护电路。
师：这位同学的回答是否正确呢？我们通过视频来验证一下。
我们找来一根铜丝，把它安装在干路上，用螺母旋紧铜丝的两端。
分别闭合4个灯泡和大功率用电器。
此时电流大于10安，观察到铜丝并不熔断。由于电流过大，试验导线因为温度过高而开始冒烟，导线的绝缘层起泡并开始剥落。
视频中可以看出，不是所有材料都适合做保险丝的。同时我们也要注意，保险丝要根据实际情况进行选择，更换时要注意观察保险丝规格。为了用电安全，应选择合适的保险丝进行更换。保险丝在熔断后需要进行更换，白天还好，如果是晚上更换就比较麻烦。虽然有些保险丝，例如玻璃管保险丝就像更换电池盒中电池一样便捷，但是临时找匹配的保险丝也是很麻烦的一件事情。
家庭电路中有没有一种装置具备保险丝功能，在排除故障后更方便重新连通电路呢？人们制作了空气开关，用它来代替保险丝。空气开关能像闸刀开关一样方便，当电路中故障排除后，只要重新合上空气开关的操作手柄，就能重新送电。现在，新建楼房的供电线路已经不再使用传统保险丝，而是用起保险作用的空气开关代替。
空气开关在电流过大时自动断开电路，那么空气开关是如何工作的呢？要回答这个问题，我们先来认识空气开关。空气开关又名自动空气断路器，是低压配电网络中重要的开关和保护电器之一。当电路中发生短路、严重过载以及电压过低等故障时，能自动切断电路。其特点是动作后不需要更换元件，工作可靠，运用安全，断流能力大，安装使用方便。屏幕左边的是1P空气开关，也叫单片空气开关，它一般接在火线上，能控制火线电流的通断。屏幕右边的是2P空气开关，也叫双片空气开关，它接在火线和零线上，能同时控制火线和零线上电流的通断。空气开关有个操作手柄，上下分别有接线端子。1P空气开关有一个重要的参数，C16，C代表空气开关类型是C型，16表示额定电流是16安。2P空气开关它的额定电流就是32安。下面我们通过视频模拟家庭电路中功率过大以及短路时空气开关的工作情况。