W latach 50. byłem inżynierem elektrykiem, część mojej pracy dotyczyła testowania i wyboru bezpieczników. Niedawno wygłosiłem przemówienie w moim lokalnym amatorskim klubie radiowym na ten temat, a to wynika ze scenariusza, który napisałem dla tego przemówienia. Myślę, że ma to znaczenie dla dyskusji tutaj.
Bezpiecznik przeciwprzepięciowy musi pomieścić trzy obszary przeciążenia. W przypadku zwarcia musi szybko wybuchnąć w normalny sposób. Musi także nadmuchiwać dla stałych prądów przeciążeniowych, podobnie jak bezpiecznik F, ale musi tolerować ciągłe krótkotrwałe przetężenia - powiedzmy dziesięciokrotność jego wartości znamionowej - bez przepalenia lub pogorszenia.
Aby to osiągnąć, stosuje się trzy główne techniki. Najprostszym jest zwiększenie masy termicznej elementu za pomocą grubszego, a zatem dłuższego drutu (aby uzyskać wystarczającą odporność na nagrzewanie), owiniętego wokół rdzenia izolacyjnego, ze staranną kontrolą odstępów w celu zapewnienia spójnej pracy. Zdjęcia tego typu i następne znajdują się w odpowiedzi @Russell McMahon. Nie widziałem wyjaśnienia bezpiecznika za pomocą falistego drutu.
Druga technika wykorzystuje trzyczęściowy topliwy element. Pierwsza część to drut o wysokiej temperaturze topnienia, dzięki czemu pochłania uderzenia, a jednocześnie szybko wieje przy ekstremalnym przeciążeniu. Jest to podobne do bezpiecznika F działającego znacznie poniżej jego wartości znamionowej, więc nie chroni przed przeciążeniami bliskimi prądu znamionowego. Druga część omija to, zapewniając ochronę dla prądów, które są bliżej wartości znamionowej, ale nie są wystarczająco wysokie, aby przedmuchać sam cienki drut, i składa się z bryły materiału o niższej temperaturze topnienia połączonej szeregowo z drutem głównym, który ogrzewa więcej powoli niż drut. Trzecią częścią tego elementu jest mocna sprężyna ze względnie wysokiej wytrzymałości materiału, która pomaga rozgrzać grudkę i szybko ją rozdziela po stopieniu. Połączenie bryły i sprężyny o stosunkowo wysokiej masie termicznej pozwala również na przejście fali, ale zapewnia ochronę na dłuższe okresy, ale mniejsze przeciążenia. Istnieje wiele odmian tego projektu i daje ono producentom wiele parametrów do dostosowania charakterystyki bezpiecznika. Czasami, jak na powyższym obrazku, stosuje się drut obejściowy w poprzek sprężyny, aby wyregulować charakterystykę bezpiecznika.
Trzecia metoda wykorzystuje efekt „M”. W latach 30. XX wieku prof. AW Metcalf (stąd „M”) badał zjawisko, w którym stop cyny używany do lutowania końców bezpiecznika wydawał się wpływać na czas zadziałania, zmniejszając go w dziwny sposób. Odkrył, że punkt (punkt „M”) lutu na elemencie z drutu srebrnego nie wpływał na działanie zwarciowe, ale skrócił czas nadmuchu na utrzymujący się niższy prąd. W tym przypadku, przy niższej temperaturze drutu, lut rozproszył się i stopił ze srebrem, tworząc w miejscu plamki obszar o wysokiej oporności, który świeciłby na czerwono, a drut pękł obok niego. Dzięki odpowiednio dobranym stopom ładnie nadaje charakterystykę potrzebną dla bezpiecznika przeciwprzepięciowego.
Oto zdjęcie trzech bezpieczników punktowych M. Tak, na górze jest maleńki punkt.