Fusibile che si brucia in 12 multimetri classificati per 200 mA, che misurano solo 12,5 mA. Perché?

Sono un insegnante di elettronica del liceo e durante un laboratorio sulla legge di Ohm abbiamo appena fatto esplodere i fusibili in 12 su 18 nuovissimi multimetri digitali mentre misuravamo la corrente, e nessun metro non era collegato direttamente a una fonte di tensione!

Dettagli: 18 nuovissimi alimentatori a 30 V CC, 18 nuovissimi Radio Shack 22-810 15 range DMM, resistore più piccolo 2KOhm

Gli studenti hanno collegato il resistore e l'amperometro in serie all'alimentazione.

Il multimetro è valutato fino a 200 mA e il fusibile è una ceramica da 315 mA 250 V.

Le tensioni variavano da 5 V a 25 V. Anche con il resistore più piccolo di 2KOhm, la corrente più grande che sarebbe stata misurata è 12,5 mA. Anche se gli studenti massimizzassero l'alimentazione a 30 V, la corrente sarebbe comunque solo di 15 mA, che è molto inferiore a 200 mA e 250 V.

Quindi la mia domanda è: perché la miccia si è bruciata su 12 su 18 multimetri? Stavo supervisionando direttamente gli studenti e nessuno collegava il multimetro alla rete elettrica senza il resistore. Ho cercato picchi di corrente collegando il multimetro alla rete elettrica in modalità tensione e la tensione non è cambiata affatto. Ho anche misurato la tensione con un multimetro analogico ed era anche solido. E dubito che ci sarebbero persino picchi di corrente perché l'alimentatore dovrebbe eventualmente filtrarli, e dovrebbero anche essere visibili sul misuratore di uscita dell'alimentatore.

Ho contattato Radio Shack per vedere se c'era forse un lotto di micce difettose, e ovviamente hanno detto di no e che i micce non sono coperti da garanzia.

Dopo tutto il controllo che ho fatto, consiglieresti di avvolgere i fusibili con un foglio di alluminio per mettere in funzione i multimetri? Non è come se volessi avvolgere una miccia nel pannello sorgente di una casa, una macchina o un aeroplano. Solo sui multimetri che sono collegati solo all'uscita dell'alimentazione.

I fusibili si bruciano quando la corrente eccessiva scorre attraverso di essi.

A mio avviso, la probabilità che si tratti di un problema relativo al lotto è improbabile - la maggior parte dei fusibili sono componenti critici per la sicurezza, di solito con marchio dell'agenzia di regolamentazione - in particolare i componenti con una tensione nominale di 250 V.

Puoi pubblicare una foto di un fusibile guasto? I tappi terminali metallici di solito hanno marcature che indicano valori nominali, produttore e informazioni normative.

Questo problema rappresenta una buona opportunità per insegnare alla tua classe come eseguire la risoluzione dei problemi metodica.

Prova questo:

• Con un buon misuratore, misurare la resistenza prima di installarla in serie con l'alimentatore.
• Collega il tuo circuito - alimentatore, il resistore collegato in serie e un buon DVM (uno in cui il fusibile non è bruciato) in serie milliampere, secondo i tuoi criteri sperimentali.
• Scollegare la connessione di alimentazione positiva e misurare la resistenza tra dove si trovava la connessione positiva e il negativo dell'alimentazione. Dovresti vedere la resistenza del resistore più la resistenza dello shunt all'interno del DVM (che dovrebbe essere estremamente piccolo; forse nemmeno visibile). Se vedi una resistenza inferiore al valore del resistore (cioè zero) qualcosa non va e devi controllare la tua configurazione.
• Esegui il calcolo della legge di Ohm per stabilire la corrente massima prevista in base all'uscita di alimentazione prevista e alla resistenza misurata. Calcola anche la corrente nel caso peggiore in base all'uscita dell'alimentatore nel caso peggiore.
• Collega la connessione di alimentazione positiva ed esegui il tuo esperimento.

Se continui a far scoppiare le micce, ci vengono in mente due ipotesi:

• L'uscita dell'alimentatore ha superato la previsione del caso peggiore.
• Il fusibile non è in grado di gestire la corrente nel caso peggiore.

Dimostrare quale fosse la causa viene lasciato come esercizio per gli studenti;)

Date le condizioni che hai descritto non c'è una buona spiegazione di ciò che è accaduto se non che i fusibili sono difettosi.

Ciò indica che i fusibili sono difettosi :-) - o che c'è qualcosa di errato nelle condizioni descritte. Quando accadono cose del genere, è una buona idea chiedere "cosa è realmente accaduto rispetto a quello che penso sia successo?". A volte l'errore umano si insinua molto sottilmente e Murphy ama confonderci.

A parità di condizioni, immagino che tu abbia resistori etichettati in modo errato, o resistori di valore basso errati in un lotto di valori apparentemente di alto valore. Vedi sotto.

I fusibili da 200 mA NON sono probabilmente un problema di sicurezza ma uno di protezione del contatore. È probabile che il circuito possa essere danneggiato se si utilizza un fusibile di amperaggio molto più grande. Potresti sacrificare un metro per vedere. Potrebbe non essere una buona scelta.

Un modo per tentare di aggirare i tuoi problemi è quello di posizionare una resistenza da 125 ohm in serie con i materiali di consumo in un punto a cui gli studenti non possono accedere. Quindi la corrente massima possibile è 25 V / 125 r = 200 mA. Una resistenza da 100r non farebbe saltare un fusibile da 200 mA. I fusibili sono generalmente classificati per funzionare a 2+ x corrente nominale. Se a valle del resistore viene utilizzato un voltmetro esterno, la caduta del resistore non è importante. Se stai usando un misuratore nel psu, potrebbe essere importante. Se questi psus vengono utilizzati solo in questo esperimento (improbabile), un resistore interno potrebbe essere installato a monte del misuratore. Non consigliato.

Un'altra alternativa è impostare gli alimentatori al limite di corrente a 200 mA se tale funzione è disponibile.

È possibile aggiungere un limitatore di corrente costante in serie, ma ciò richiede tempo e denaro e potrebbe non essere desiderabile. Un LM317 più un resistore da 5,6 ohm produrrà un limitatore di corrente da 223 mA. Richiede la saldatura di una resistenza a una parte TO220 e 2 fili esterni. Avvolgere l'intera unità in nastro o termoretraibile e metterla in serie con piombo psu + ve. Se cadono da 2 a 3 volt durante il normale funzionamento.

Fusibili: Ispezionare i fusibili e fusibili unblown STRETTAMENTE . Sono tutti identici? O almeno, c'è un mix di micce che è essenzialmente lo stesso in lotti bruciati e non cotti. Una chiara variazione fisica indica un problema di classificazione dei fusibili.

Esaminare l'etichettatura di classificazione dei fusibili con una lente di ingrandimento. Sono fusibili da 315 mA o 31 mA? Una gamma di 30 mA sarebbe molto rara ma esiste. In genere i fusibili si bruciano a circa il doppio del rating, ma sono possibili ampie variazioni, quindi sarebbe marginale nella vostra applicazione. Sembra improbabile ma ...

Se decidi di collegare i tuoi fusibili, usa il filo più sottile che puoi trovare e saldalo attraverso i fusibili bruciati. È improbabile che trovi un filo che si fonderà sotto 100's di mA. Se soffi, allora "summat aglae".

È possibile acquistare e montare micce "un po 'più grandi". Sapere cosa succede ai tuoi contatori a correnti più grandi può essere buono.

Alcuni misuratori hanno resistenze interne molto cattive e quindi rilasciano una tensione significativa. Misuro ed etichetta le resistenze della gamma di corrente a basso costo per evitare di essere scoperti. Se il misuratore ha una resistenza superiore a 3 ohm sulla gamma di 200 mA, scenderà> V = IR = 0,2 x 3 = -> 0,6 V. Quindi un diodo al silicio attraverso il misuratore lo proteggerà dalla sovracorrente. Un diodo Schottky proteggerà da tensioni più basse. 2 x diodi 1N4148 super economici da una parte all'altra attraverso i terminali del misuratore possono essere sufficienti.

Prendi un fusibile incombente, inserisci una piccola corrente (20 mA?) Attraverso di essa e misura la caduta di tensione su di esso. Nota cadere e aumentare lentamente la corrente. Qual è la caduta di tensione e la corrente quando soffia? Prova questo con un fusibile da 300 mA di altre fonti.

Misura le resistenze di TUTTI i resistori utilizzati dagli studenti. I resistori 2k SONO TUTTI VERAMENTE 2k. Ce ne sono circa 200 ohm lì dentro. O 20 ohm. O 2 ohm? :-). Si noti che potrebbe non essere il valore previsto più basso che è difettoso. Un 100k che è un 100R ti ingannerà se stai cercando un 2k / 20r. Misurali tutti. Il modo rapido è di impostare psu alto, mettere un misuratore su un intervallo di 10 amp, quindi corto psu attraverso resistore e misuratore. Se un 2k è un 2k metro difficilmente si muoverà. Se ottieni 200 mA + dovresti notarlo. Il misuratore non subirà danni a 10 ampere.

Quindi - nel complesso un mistero. I fusibili sono difettosi o qualcosa non è come sembra. Speriamo che quanto sopra fornisca alcuni suggerimenti.

Puoi provare a eseguire l'esperimento utilizzando l'intervallo del multimetro 10 Ampere. Se l'alimentatore ha un limite di corrente (dovrebbe essere usato in ambito educativo), non dovresti essere in grado di danneggiare nulla ma potresti avere maggiori informazioni sulla situazione.

Aggiornare:

Grazie mille per tutte le risposte. Ho avuto molte idee per la risoluzione dei problemi e ho svolto un lavoro investigativo.

Oggi ho collegato la stessa disposizione dell'alimentatore anteriore, della resistenza e di un multimetro (con un buon fusibile) e ho misurato l'uscita dell'alimentatore con un oscilloscopio per oltre un'ora. Tutto era solido e la tensione non è cambiata affatto. Inoltre, tutti i resistori sono stati misurati di nuovo e sono tutti entro tolleranza. La miccia non si è bruciata nel multimetro.

Possibilità di ciò che potrebbe essere andato storto: Resistori troppo bassi (eliminati) Multimetri collegati erroneamente (eliminati) Fusibili difettosi (altamente improbabile, elemento di sicurezza e fabbricati secondo tolleranze rigorose, le etichette mostrano una valutazione corretta) Alimentatori difettosi (un po 'improbabile, controllato con l'oscilloscopio per più di un'ora) Cattiva alimentazione elettrica dalla scuola (molto probabilmente mentre i lavori elettrici venivano eseguiti tutta la settimana, più un alimentatore si è spento anche lo stesso giorno)

Conclusione: la causa più probabile per bruciare i fusibili del multimetro è la cattiva alimentazione principale durante i lavori elettrici a scuola. So che il lavoro è stato fatto sicuramente perché il tecnico ha spento tutta la potenza mentre stavo lavorando all'ora di pranzo il giorno successivo. Penso che sia molto importante che la scuola ci dica quando stanno facendo lavori elettrici perché stiamo usando apparecchiature elettriche sensibili in laboratorio. Passato al capo dipartimento e alla direzione superiore ...