Все, что вам нужно знать о предохранителе

Широко в электротехнике и электронике предохранитель служит устройством электробезопасности, которое защищает электроприборы, такие как холодильники, телевизоры, компьютеры и т. д., от повреждения высоким напряжением. К розетке этих приборов часто прикрепляют предохранитель, чтобы любой перегрузочный ток был остановлен перед входом в устройство.

Можно сказать, что предохранитель является жертвенным устройством, потому что, когда через него протекает слишком большой ток, металлическая проволока или полоска в нем расплавляются и открываются. Этот провод можно либо перепаять, либо заменить предохранитель. Таким образом, в этом случае предохранители защищают любые условия перегрузки по току от попадания в электроприборы.

Сегодня вы познакомитесь с определением, конструкцией, применением, компонентами, схемой, классификацией, типами и работой предохранителя. Вы также познакомитесь с преимуществами и недостатками предохранителей в различных областях их применения.

Что такое предохранитель?

Предохранитель — это защитное устройство, которое используется для защиты электрической цепи от перегрузки по току. Он применяется к различным электрическим цепям, поскольку условия перегрузки по току могут возникнуть в любое время. Предохранители работают как автоматический выключатель или стабилизатор, которые также защищают устройства от повреждений. Но в этом случае тонкая полоска или нить металла используется для блокировки попадания огромного количества тока или избыточного тока в электрическую цепь. Когда это происходит, плавкий предохранитель плавится, в результате чего тонкая полоска отделяется, а затем прекращается подача питания на прибор.

Строительство

Поскольку существуют различные типы предохранителей с различной классификацией, их конструкция также будет из разных материалов, чтобы соответствовать требованиям приложений. Плавкий элемент изготавливается из цинка, меди, серебра, алюминия или сплавов, поскольку они обеспечивают стабильные и предсказуемые характеристики.

С этим материалом предохранитель в идеале будет выдерживать свой номинальный ток в течение неопределенного времени, что приведет к быстрому расплавлению при небольшом избытке. Эти элементы не повреждаются незначительными безвредными скачками тока, не окисляются и не меняют своего поведения после длительного срока службы. Элементы плавких предохранителей имеют форму, обеспечивающую усиление нагревательного эффекта. В более крупном предохранителе ток может быть разделен между несколькими металлическими полосками.

Реле: понимание системы зарядки в автомобильном двигателе

Применение предохранителей

Ниже приведены области применения различных типов предохранителей:

• Предохранители используются во всех автомобилях, таких как легковые и грузовые автомобили, прицепы, лодки и т. д.
• Игровые приставки также часто используют предохранители.
• Аксессуары, такие как ноутбуки, сотовые телефоны, принтеры, сканеры. На самом деле все электрические аксессуары имеют предохранитель.
• В силовых трансформаторах используется высоковольтный предохранитель.
• Другие компоненты, такие как конденсаторы, силовые преобразователи, пускатели двигателей и трансформаторы, хорошо используют предохранители.
• ЖК-мониторы и аккумуляторы содержали предохранители.

Компоненты предохранителей

Поскольку существует много типов предохранителей с разной рабочей мощностью, их компоненты различны. Однако основными компонентами плавкого предохранителя являются тонкая полоска или нить металла. На рисунке ниже приведены более подробные сведения о различных частях предохранителей в зависимости от их типов.

Схема предохранителей:

Характеристики предохранителей

Ниже приведены характеристики предохранителей в электрической электронной системе:

Текущий рейтинг:

Это максимальная величина тока, удерживаемая в предохранителе без расплавления. Это известно как текущие рейтинги. Это допустимая нагрузка по току, измеряемая в амперах, и тепловые характеристики.

Текущий (Cin)=75%Текущий (рейтинг)

Номинальное напряжение:

Это когда напряжение, соединенное последовательно с предохранителем, не увеличивает номинальное напряжение, т. е.             В (предохранитель)> В (разомкнутая цепь)

Рейтинг I2t:

Это количество энергии, переносимое плавким предохранителем в случае любого электрического сбоя или короткого замыкания. Он измеряет тепловую энергию из-за протекания тока предохранителя и генерируется, когда предохранитель перегорает.

Отключающая или отключающая способность;

Это максимальный номинальный безвредный ток, прерываемый предохранителем

Отключающая способность> максимальное номинальное напряжение

Отключающая способность <ток короткого замыкания

Падение напряжения:

Это когда протекает чрезмерный ток, в результате чего плавкий элемент плавкого предохранителя плавится и размыкает цепь. Из-за этого изменения сопротивления и напряжения падение напряжения станет меньше.

Температура:

Это когда рабочая температура выше, что приводит к меньшему номинальному току, поэтому предохранитель плавится.

На приведенном ниже графике показаны температура и допустимая нагрузка по току предохранителя. Процесс показывает, что в точке пересечения трех линий при температуре 25 градусов Цельсия допустимая нагрузка предохранителя по току будет равна 100 %. Через некоторое время у медленно перегорающего предохранителя снижается допустимая токовая нагрузка, которая затем снижается примерно до 65 градусов C. Результат показывает, что повышение температуры снижает допустимую токовая нагрузку предохранителя.

При выборе предохранителей

Ниже приведены моменты, которые следует учитывать при выборе типа предохранителя:

Номинал предохранителя =(Вт/В) x 1,25

• Узнайте мощность (в ваттах) устройства. Обычно она указана в руководстве по эксплуатации устройства.
• Знать номинальное напряжение; напряжение должно быть выше, чем напряжение цепи, чтобы оно могло должным образом защитить устройство.
• Выберите предохранитель, например, с задержкой срабатывания для индуктивных нагрузок и быстродействующие предохранители для резистивных нагрузок.
• После расчета используйте предохранители с наибольшим номиналом. Например, расчетный номинал предохранителя может составлять 5,334 А, а вы должны использовать предохранитель на 6 А.

Классификация предохранителей

Классификация предохранителей – это категория, в которую попадают предохранители различных типов. Все предохранители можно классифицировать как предохранители переменного и постоянного тока. Предохранители переменного тока также разделены на две части; предохранители высокого напряжения или предохранители низкого напряжения в зависимости от их конструкции и элемента, из которого они изготовлены. На рисунке ниже различные типы предохранителей расположены в соответствии с их классификацией.

Различные типы предохранителей

Ниже приведены различные типы предохранителей и их функции:

Предохранители постоянного тока - Предохранители постоянного тока больше по размеру и имеют значение контакта выше 0 В, поэтому цепь нельзя легко пренебречь и отключить. Существует вероятность возникновения электрической дуги между расплавленными проводами. Чтобы преодолеть это, электроды размещаются на большем расстоянии, и, таким образом, размер постоянного тока увеличивается.

Предохранители переменного тока – Предохранители переменного тока меньше по размеру, поскольку они колеблются примерно 50-60 раз в секунду от минимума до максимума. Из-за этого исключается вероятность возникновения дуги между расплавленными проводами. Следовательно, их можно парковать в небольших размерах.

Как упоминалось ранее, предохранители переменного тока подразделяются на две части; предохранители низкого напряжения и предохранители высокого напряжения.

Типы предохранителей низкого напряжения (LV)

Типы патронных предохранителей:

эти типы предохранителей полностью закрыты в контейнере и имеют контакт металлической проволоки, выступающий в стекле. Картриджные предохранители бывают двух типов; Предохранитель типа D и звеньев или HRC (с высокой разрывной способностью).

Патронные предохранители типа D – этот предохранитель состоит из патрона, основания предохранителя, колпачка и переходного кольца. Колпачок крепится к основанию предохранителя, к которому через переходное кольцо крепится плавкий элемент с патроном. Предохранитель начинает свою работу, когда наконечник патрона соприкасается с проводником.

Плавкие предохранители или предохранители HRC (с высокой разрывной способностью) - эти типы предохранителей позволяют подавать ток в нормальных условиях. Дуга, создаваемая перегоревшим предохранителем, контролируется, поскольку предохранитель сделан из фарфора, серебра и керамики. Контейнер плавкого элемента заполнен кварцевым песком. Эти типы патронных предохранителей далее делятся на два;

• Ножевой или вставной — корпус предохранителя изготовлен из пластика и может быть легко заменен в цепи без какой-либо нагрузки.
• Болтовый тип - в этих типах предохранителей токопроводящие пластины крепятся к основанию предохранителя.

Разборный или комплектный предохранитель:

Разборные типы предохранителей хороши тем, что весь их корпус изолирован, их можно легко снять при протекании тока через предохранитель, не вызывая поражения электрическим током или травм. Его основание действует как входящая и исходящая клемма, изготовленная из фарфора, а держатель предохранителя используется для удержания плавкого элемента, состоящего из меди, алюминия, олова, свинца и т. д.

Предохранитель ударника:

Предохранители ударного типа используются для замыкания и отключения цепей. У них достаточно силы и смещения.

Переключить предохранитель:

Предохранитель переключателя - это в основном металл, в котором заключены переключатель и предохранитель. Он широко используется для низкого и среднего уровня напряжения.

Предохранитель отключения:

В выпадающем предохранителе его плавление вызывает падение плавкого элемента под действием силы тяжести на его нижнюю опору. Они используются в наружных трансформаторах для защиты.

Типы высоковольтных предохранителей

Все виды высоковольтных предохранителей применяются на номинальные напряжения примерно от 1,5 кВ до 138 К. Они применяются для защиты измерительных трансформаторов и малых трансформаторов. Дуга возникает при выделении тепла, из-за чего борная кислота выделяет большое количество газов. Именно поэтому его используют для наружных работ. Он сделан из серебра, олова и меди. Предохранители высокого напряжения бывают трех типов:

Патронный предохранитель HRC – похож на низковольтную версию этого предохранителя, только в этом типе есть некоторые дополнительные функции. На рисунке ниже показаны его компоненты и функции.

Жидкий предохранитель HRC - эти типы предохранителей используются для цепей с номинальным током до 100А и системой около 132 кВ. Он представляет собой стеклянную трубку, заполненную четыреххлористым углеродом, один конец которой запаян, а другой закреплен проволокой из фосфористой бронзы. Во время его работы в предохранителе используется жидкость для гашения дуги, что приводит к увеличению мощности короткого замыкания.

Выталкивающий предохранитель HRC – это аварийный предохранитель, то есть эффект выталкивания газов, производимых внутренним искрением. Борная кислота засыпана в камеру плавкой вставки для вытеснения газов.

Принцип работы

Работа предохранителей менее сложна и может быть легко понята, поскольку она работает по принципу нагревательного эффекта тока. Как упоминалось ранее, он состоит из тонкой полосы или пряди металлической проволоки, которая является негорючим элементом. Этот металлический провод подключается между концами клемм. Он всегда подключается последовательно с электрической цепью.

Всякий раз, когда возникает чрезмерный ток или тепло из-за протекания сильного тока в цепи, предохранитель плавится. Это происходит из-за низкой температуры плавления элемента и размыкания цепи.

Этот чрезмерный поток может привести к обрыву провода и, следовательно, к остановке тока. Предохранитель может быть перемонтирован, когда он открыт, или может быть заменен или заменен новым предохранителем того же номинала.

Плавкие предохранители также действуют как автоматические выключатели, используемые для разрыва цепей, когда в цепи возникает внезапная неисправность. Он действует не только как защитник, но также используется в качестве меры безопасности для предотвращения вреда людям. На рисунке ниже показано, как работает предохранитель.

Посмотрите ниже, чтобы узнать больше о том, как работают предохранители:

Преимущества и недостатки предохранителей

Преимущества:

Ниже приведены преимущества электрических предохранителей в различных областях их применения:

• Перегрузка или высокий ток устранены.
• Отсутствие предохранителя вызывает электрические неисправности, которые могут возникнуть в проводке или сжечь электроприбор.
• Снижается опасность поражения электрическим током, так как горящая электроника может привести к неконтролируемому пожару.
• Безопасная стоимость ремонта бытовой техники.
• Сам предохранитель дешевый и его можно легко заменить.
• Большинство типов предохранителей недороги.
• Дополнительный уход или техническое обслуживание не требуется.
• Они портативны и их можно легко перемещать.

Недостатки:

Несмотря на преимущества предохранителей, некоторые ограничения все же имеют место. ниже приведены недостатки предохранителей в их различных применениях:

• Время-текущая функция не будет синхронизироваться каждый раз с функцией защитного элемента.
• Особенности реверсивного времятокового режима позволяют использовать устройство для защиты от перегрузок.

Заключение

Плавкие предохранители – это защитные компоненты, которые предохраняют электроприборы от перегрузки или тока высокого напряжения. В этой статье мы подробно рассмотрели устройство, называемое предохранителем, его определение, применение, компоненты, типы диаграмм, работу и т. д.

Надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, прокомментируйте вашу интересную часть поста. И, пожалуйста, не забудьте поделиться с другими студентами технических специальностей, это может быть полезно. Спасибо!