Come si accende un fusibile alla sua corrente nominale, indipendentemente dalla tensione?

Dalla lettura altrove, so che è sicuro utilizzare un fusibile con un voltaggio più elevato quando si sostituisce uno, a condizione che il valore corrente e la velocità di reazione siano gli stessi.

Ad esempio, se un fusibile è classificato 125V 1A, è 250V 1Apossibile utilizzare a.

Supponiamo che questi due fusibili di esempio abbiano una resistenza di 0,153 e 0,237 ohm, rispettivamente. (Tipo di cartuccia ad azione rapida 5x20mm Littelfuse.)

È dunque corretto affermare che 125V 1Ain teoria il fusibile dovrebbe bruciare a 153 mW e quello 250V 1Aa 237 mW? (Usando )$P = I^2R$

La corrente nominale di un fusibile rappresenta la corrente minima sostenuta alla quale il fusibile salterà ... alla fine. Un fusibile da 1A impiegherà 1A per un tempo molto lungo senza bruciarsi e se il fusibile può scaricare un po 'di calore nel PCB o avere un flusso d'aria attraverso di esso, non può mai saltare a 1A.

Il parametro critico è la valutazione , che ti dà un'idea dell'energia (potenza e tempo) necessaria per soffiarlo. (Ricorda che i fusibili hanno davvero lo scopo di proteggere i circuiti in caso di guasti catastrofici.)$I^2 \cdot t$

È molto importante abbinare le classificazioni , poiché se si sostituisce un fusibile ad azione rapida con un tipo a lenta combustione, anche se entrambi dicono 1A, ci vorranno livelli di energia radicalmente diversi per farli saltare.$I^2 \cdot t$

Quando il fusibile è intatto, è presente solo una caduta di tensioneQuesta caduta non si avvicinerà affatto alla tensione nominale del fusibile (altrimenti si comporta come una grande resistenza e limita l'energia disponibile per il circuito.) Una volta che il fusibile si brucia, entra in gioco la tensione nominale, che rappresenta la quantità di tensione potenziale a cui il fusibile aperto può resistere senza ribaltarsi e riaccendere il circuito di carico compromesso.$I \cdot R$

Esistono già alcune risposte eccellenti a questa domanda, ma approccerei la risposta in modo leggermente diverso. Considera il circuito qui sotto.

Durante il normale funzionamento (ovvero fusibile non bruciato), V _f è I _L * R, dove R è la resistenza intrinseca del fusibile. La corrente, I _L , attraversa sia il fusibile che il carico. La tensione attraverso il carico, V _L = V _B - V _f , dove V _B >> V _f . La maggior parte della tensione viene lasciata cadere dal carico e solo una piccola quantità viene lasciata cadere dal fusibile.

Come sottolineato da altri, la potenza dissipata nel fusibile è I _L ² R. Ad un certo livello di dissipazione, il fusibile si aprirà. All'apertura della miccia, si forma un arco che brucia più materiale del fusibile. Durante questo processo, V _f inizierà come I _L * R (come definito sopra), ma diventerà V _B quando I _L scende a zero e il fusibile si apre completamente. Alla fine dell'evento di cancellazione, tutta V _B appare attraverso V _f e il flusso di corrente si arresta completamente.

La tensione nominale (e le specifiche CA / CC) del fusibile entra in gioco solo dopo l'apertura del fusibile. Un fusibile con un voltaggio inadeguato potrebbe non essere in grado di estinguere l'arco risultante, causando un rapido guasto del fusibile. Allo stesso modo, un fusibile o un interruttore classificato per l'uso con AC dipenderà probabilmente da un passaggio a zero per estinguere l'arco, dove i fusibili con classificazione DC (in particolare i fusibili DC ad alta tensione) sono spesso strettamente imballati con sabbia o altro materiale per l'estinzione dell'arco al fine di impedire alla potenza dissipata nell'arco (teoricamente fino a V _B * I _L ) di distruggere catastroficamente il fusibile e garantire che la corrente non continui a fluire attraverso un arco continuo (cioè il fusibile salta ma la corrente continua a fluire attraverso il plasma tra il fusibile interni).

Se il fusibile non si brucia mai, la tensione nominale del fusibile non ha importanza. Nel momento in cui salta, la corrente non ha più importanza e saprai rapidamente se hai specificato il fusibile di tensione adatto alla tua applicazione.

La miccia "vede" in gran parte solo il proprio ambiente. Il filo del fusibile si scioglie quando l'ingresso termico netto è sufficiente per causare un sufficiente aumento della temperatura per fondere il filo o altri elementi fusibili.

Per ottenere la dissipazione di energia locale è necessaria una caduta di tensione sul fusibile.
Potenza = I ^ 2 x R = V ^ 2 / R = V x I
Tutti questi sono equivalenti qui.
Il primo riguarda la corrente trasportata e la resistenza del fusibile.
Il secondo riguarda la caduta di tensione attraverso il fusibile e la resistenza del fusibile.
Il terzo riguarda la caduta di tensione attraverso il fusibile x la corrente trasportata.

L'input termico netto è energia dissipata - energia irradiata per volta.

Ecco un motore di ricerca dei fusibili . i parametri specifici (fondendo principalmente la corrente qui) cercano i fusibili. Leggi il valore di resistenza. Alcuni esempi qui

Due esempi:

100 mA: A FRS-R-1/10 600 V 0,1 A Il ritardo di classe Mersen RK5 600V ha una resistenza di circa 90 milli-Ohm. V = IR = 0,1 x 0,09 ~ = 10 mV!
Potenza = I ^ 2 x R = ~ 1 mW !!!

10 A: A 9F57CAA010 10 A Mersen Oil Cutout Fuse Link ha una resistenza di circa 10 milli-Ohm.
Caduta di tensione = IR = 10 x 0,010 = 0,1 V
Potenza = I ^ 2 R = 10 ^ 2 x 0,01 = 1 Watt!

Quando un fusibile si brucia, interrompe una corrente (in alcuni casi abbastanza grande). Il fusibile non passa immediatamente da "normale" a "completamente bruciato": il filo si riscalda e si scioglie, creando una breve interruzione che si espande perché il filo non si raffredda immediatamente. Quando l'interruzione è piccola, è possibile ottenere un arco (soprattutto se il carico è induttivo), che si spegne subito dopo perché 1) la corrente istantanea raggiunge lo zero (poiché si tratta di CA) e quando la tensione torna al picco, il divario è abbastanza ampio per un arco.

Quindi, maggiore è la tensione, maggiore deve essere il divario. Tuttavia, l'utilizzo di un fusibile di tensione superiore non è un problema.

Immagina di usare il piccolo fusibile da 250 V con, diciamo, 10 kV: si arcuerebbe sull'intero fusibile.

Per quanto riguarda la potenza alla quale salta il fusibile, è minuscola rispetto alla potenza del sistema, ma implica un limite a quanto può essere bassa la tensione del sistema. Se il fusibile ha una resistenza di 0,237ohm e una corrente di 1A, allora scende di 0,237 V, quindi se il tuo sistema funziona con una tensione simile avrai problemi.

La semplice risposta è che gli elettroni in movimento producono calore indipendentemente dalla tensione. La tensione non ha importanza in questa produzione di calore, è la stessa indipendentemente dalla tensione. Un amplificatore produce la stessa quantità di calore a causa dell'attrito degli elettroni che rimbalzano intorno. Quindi un ampli di DC è la stessa quantità di calore di un ACamp rms.

1amp DC produce ancora la stessa quantità di calore di 1 amp rms AC. 1 amp AC indipendentemente dalla tensione produce la stessa quantità di calore. Non confondere il calore con il consumo di energia che potrebbe cadere nel regno della caduta di tensione, ad esempio attraverso un carico se quel carico è intenzionale o meno come vd su fili di trasmissione o circuiti di derivazione S