ฟิวส์จะระเบิดที่ระดับปัจจุบันอย่างไรโดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้า

ฉันรู้จากการอ่านที่อื่นว่าปลอดภัยที่จะใช้ฟิวส์ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเมื่อทำการแทนที่หนึ่งตราบใดที่พิกัดปัจจุบันและความเร็วการเกิดปฏิกิริยาเหมือนกัน

ตัวอย่างเช่นถ้าฟิวส์ได้รับการจัดอันดับ125V 1Aแล้ว250V 1Aสามารถนำมาใช้

สมมติว่าฟิวส์สองตัวอย่างนี้มีความต้านทาน 0.153 และ 0.237 โอห์มตามลำดับ (Littelfuse ประเภทตลับรวดเร็ว 5x20 มม.)

ดังนั้นจึงถูกต้องหรือไม่ที่จะบอกว่า125V 1Aฟิวส์ในทางทฤษฎีควรเป่าที่ 153 mW และ250V 1Aฟิวส์จะระเบิดที่ 237 mW? (การใช้$P = I^2R$ )

คะแนนปัจจุบันของฟิวส์แสดงถึงกระแสไฟฟ้าที่น้อยที่สุดที่ฟิวส์จะระเบิดที่ ... ในที่สุด ฟิวส์ 1A จะใช้เวลา 1A เป็นเวลานานโดยไม่ต้องเป่าและถ้าฟิวส์สามารถเทความร้อนลงใน PCB หรือมีการไหลเวียนของอากาศก็อาจไม่เคยเป่าที่ 1A

พารามิเตอร์ที่สำคัญคือการจัดอันดับซึ่งจะให้ความคิดเกี่ยวกับพลังงาน (พลังงานและเวลา) ที่จำเป็นต่อการระเบิด (โปรดจำไว้ว่าฟิวส์นั้นมีไว้เพื่อป้องกันวงจรเมื่อเกิดความล้มเหลวอย่างรุนแรง)$I^2 \cdot t$

เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะจับคู่การให้คะแนนเนื่องจากถ้าคุณเปลี่ยนฟิวส์ที่ทำหน้าที่รวดเร็วด้วยประเภทระเบิดช้าแม้กระทั่งคิดว่าพวกเขาทั้งสองพูด 1A มันจะต้องใช้ระดับพลังงานที่แตกต่างกันอย่างแท้จริง$I^2 \cdot t$

เมื่อฟิวส์ยังคงอยู่คุณจะมีแรงดันไฟฟ้าลดลง การลดลงนี้จะใกล้เคียงกับระดับแรงดันไฟฟ้าของฟิวส์ (ไม่เช่นนั้นจะทำหน้าที่เหมือนตัวต้านทานขนาดใหญ่และ จำกัด พลังงานที่มีให้กับวงจรของคุณ) เมื่อฟิวส์ระเบิดแรงดันไฟฟ้าจะเข้ามาเล่นซึ่งแสดงถึงแรงดันไฟฟ้า ศักยภาพฟิวส์แบบเปิดสามารถทนต่อได้โดยไม่ต้องกระพริบและเพิ่มวงจรโหลดที่ถูกบุกรุกอีกครั้ง$I \cdot R$

มีคำตอบที่ดีสำหรับคำถามนี้อยู่แล้ว แต่ฉันต้องการคำตอบที่ต่างออกไปเล็กน้อย พิจารณาวงจรด้านล่าง

ภายใต้การทำงานปกติ (เช่นฟิวส์ไม่เป่า) V _fคือ I _L * R โดยที่ R คือความต้านทานฟิวส์โดยธรรมชาติ ปัจจุบันผม_Lไหลผ่านทั้งฟิวส์และโหลด แรงดันไฟฟ้าทั่วโหลด V _L = V _B - V _ฉที่ V _B >> V ฉ แรงดันส่วนใหญ่จะตกจากโหลดและมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่หลุดจากฟิวส์

พลังงานที่กระจายอยู่ในฟิวส์คือ I _L ² R ที่ระดับการกระจายระดับฟิวส์จะเปิดขึ้น เมื่อฟิวส์เปิดออกรูปแบบอาร์คที่เผาวัสดุฟิวส์ให้มากขึ้น ในระหว่างกระบวนการนี้ V _fจะเริ่มเป็น I _L * R (ตามที่ระบุไว้ข้างต้น) แต่จะกลายเป็น V _Bเมื่อ I _Lลดลงถึงศูนย์และฟิวส์จะเปิดเต็มที่ ในตอนท้ายของเหตุการณ์การล้างข้อมูล V _{B ทั้งหมด}จะปรากฏขึ้นใน V _fและการไหลของกระแสหยุดลงอย่างสมบูรณ์

ระดับแรงดันไฟฟ้า (และข้อกำหนด AC / DC) ของฟิวส์เข้าสู่การเล่นหลังจากเปิดฟิวส์เท่านั้น ฟิวส์ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพออาจไม่สามารถดับอาร์คที่เกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างรวดเร็วของฟิวส์ ในทำนองเดียวกันฟิวส์หรือเบรกเกอร์จัดอันดับสำหรับใช้กับ AC น่าจะขึ้นอยู่กับการข้ามศูนย์เพื่อดับอาร์คซึ่งฟิวส์ที่ได้รับการจัดอันดับ DC (โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟิวส์ DC แรงดันสูง) มักจะเต็มไปด้วยทรายหรือวัสดุอื่น ๆ ป้องกันพลังงานที่กระจายไปในอาร์ค (ตามทฤษฎีจนถึง V _B * I _L ) จากการทำลายฟิวส์อย่างรุนแรงและเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไม่ไหลผ่านทางอาร์คต่อเนื่อง (เช่นฟิวส์ฟิวส์ยังกระแสไหลผ่านพลาสมาระหว่างฟิวส์ internals)

ถ้าฟิวส์ไม่เคยระเบิดระดับแรงดันไฟฟ้าของฟิวส์จะไม่สำคัญ ในขณะที่มันระเบิดคะแนนปัจจุบันจะสิ้นสุดและคุณจะรู้ได้อย่างรวดเร็วว่าคุณระบุฟิวส์แรงดันที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของคุณหรือไม่

ฟิวส์ "เห็น" ส่วนใหญ่เป็นเพียงสภาพแวดล้อมของตัวเอง ลวดฟิวส์จะหลอมละลายเมื่ออินพุตความร้อนสุทธิเพียงพอที่จะทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นพอที่จะละลายลวดหรือองค์ประกอบหลอมละลายอื่น ๆ

ในการรับพลังงานที่สูญเสียคุณต้องมีแรงดันตกคร่อมฟิวส์
กำลัง = I ^ 2 x R = V ^ 2 / R = V x I
ทั้งหมดนี้เทียบเท่ากันที่นี่
frst เกี่ยวข้องกับการดำเนินการในปัจจุบันและความต้านทานฟิวส์
ที่สองเกี่ยวข้องกับแรงดันตกคร่อมฟิวส์และความต้านทานฟิวส์
ที่สามเกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมฟิวส์ที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่

อินพุตความร้อนสุทธิจะกระจายพลังงาน - พลังงานแผ่ออกไปต่อเวลา

นี่คือเครื่องมือค้นหาฟิวส์ พารามิเตอร์ specificy (ส่วนใหญ่หลอมรวมปัจจุบันที่นี่) ค้นหาฟิวส์ อ่านค่าความต้านทาน ตัวอย่างบางส่วนที่นี่

สองตัวอย่าง:

100 mA: A FRS-R-1/10 600 V 0.1 A การเลื่อนเวลาของ Mersen Class RK5 600V มีความต้านทานประมาณ 90 มิลลิโอห์ม V = IR = 0.1 x 0.09 ~ = 10 mV!
พลังงาน = I ^ 2 x R = ~ 1 mW !!!

10 A: A 9F57CAA010 10 A Mersen Oil Cutout Fuse Link มีความต้านทานประมาณ 10 milli-Ohm
แรงดันตก = IR = 10 x 0.010 = 0.1 V
กำลัง = I ^ 2 R = 10 ^ 2 x 0.01 = 1 วัตต์!

เมื่อฟิวส์ระเบิดมันจะขัดขวางกระแส (ในบางกรณีมีขนาดค่อนข้างใหญ่) ฟิวส์ไม่ได้ไปจาก "ปกติ" เป็น "เป่าอย่างสมบูรณ์" - ลวดร้อนและละลายสร้างการแตกระยะสั้นซึ่งขยายเนื่องจากลวดไม่เย็นลงทันที เมื่อตัวแบ่งมีขนาดเล็กคุณสามารถรับส่วนโค้ง (โดยเฉพาะถ้าโหลดเป็นอุปนัย) ซึ่งจะดับในไม่ช้าเพราะ 1) กระแสทันทีถึงศูนย์ (เนื่องจากนี่คือ AC) และตามเวลาที่แรงดันไฟฟ้ากลับมาสูงสุด ช่องว่างกว้างพอสำหรับส่วนโค้ง

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะต้องมีช่องว่างที่กว้างขึ้น อย่างไรก็ตามการใช้ฟิวส์แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่านั้นไม่ได้เป็นปัญหา

ลองนึกภาพโดยใช้ฟิวส์ 250V ขนาดเล็กที่มี 10kV - มันจะทำให้เกิดการโค้งของฟิวส์ทั้งหมด

สำหรับพลังงานที่ฟิวส์ระเบิด - มันมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับพลังของระบบ แต่มันก็มีข้อ จำกัด ว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบจะต่ำแค่ไหน หากฟิวส์มีความต้านทาน 0.237ohm และกระแส 1A ก็จะลดลง 0.237V ดังนั้นหากระบบของคุณทำงานกับแรงดันไฟฟ้าที่คล้ายกันคุณจะมีปัญหา

คำตอบง่ายๆคืออิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่สร้างความร้อนโดยไม่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้า แรงดันไม่สำคัญในการผลิตความร้อนนี้มันเหมือนกันโดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้า หนึ่งแอมป์ผลิตความร้อนในปริมาณเท่ากันเพราะความเสียดทานของอิเล็กตรอนที่กระเด้งไปมา ดังนั้นหนึ่งแอมป์ของ DC มีปริมาณความร้อนเท่ากับ ACamp หนึ่ง rms

1amp DC ยังคงให้ความร้อนในปริมาณเดียวกันกับ 1 แอมป์ rms AC 1 แอมป์ AC ไม่ว่าแรงดันจะสร้างความร้อนเท่ากัน อย่าสับสนความร้อนกับการใช้พลังงานซึ่งจะตกอยู่ในขอบเขตของแรงดันไฟฟ้าตกเช่นในโหลดที่โหลดโดยเจตนาหรือไม่เช่น vd บนสายส่งหรือวงจรสาขา S