W jaki sposób bezpiecznik przepala się przy prądzie znamionowym, niezależnie od napięcia?

Wiem z innych źródeł, że bezpiecznym jest stosowanie bezpiecznika o wyższym napięciu znamionowym przy wymianie jednego, o ile prąd znamionowy i szybkość reakcji są takie same.

Na przykład, jeśli bezpiecznik ma wartość znamionową 125V 1A, 250V 1Amożna użyć a.

Powiedzmy, że te dwa przykładowe bezpieczniki mają rezystancję odpowiednio 0,153 i 0,237 oma. (Szybkozłącza typu Littelfuse 5x20mm.)

Czy zatem słuszne jest stwierdzenie, że 125V 1Ateoretycznie bezpiecznik powinien przepalić się przy 153 mW, a 250V 1Abezpiecznik przepali się przy 237 mW? (Używając )$P = I^2R$

Obecna wartość znamionowa bezpiecznika reprezentuje minimalny podtrzymywany prąd, który bezpiecznik wyrzuci w ... końcu. Bezpiecznik 1A zajmie 1A przez bardzo długi czas bez przepalenia, a jeśli bezpiecznik może zrzucić trochę ciepła do płytki drukowanej lub przepłynie przez nią powietrze, może nigdy nie przepalić przy 1A.

Kluczowym parametrem jest ocena , która daje wyobrażenie o energii (mocy i czasie) potrzebnej do jej wysadzenia. (Pamiętaj, że bezpieczniki mają naprawdę chronić obwody w przypadku katastrofalnych awarii).$I^2 \cdot t$

To ważne, aby dopasować cruically ocen, ponieważ jeśli wymienić bezpiecznik szybko działający z typem zwłocznymi, mimo że oboje powiedzmy 1A, to zajmie radykalnie różne poziomy energetyczne faktycznie wiać.$I^2 \cdot t$

Gdy bezpiecznik jest nienaruszony, występuje tylko spadek napięcia na nim. Spadek ten nie będzie zbliżony do napięcia znamionowego bezpiecznika (w przeciwnym razie działa jak duży rezystor i ogranicza energię dostępną w obwodzie.) Po przepaleniu bezpiecznika zaczyna działać napięcie, które reprezentuje, ile napięcia potencjał otwarty bezpiecznik może wytrzymać bez przeskakiwania i ponownego zasilania energią uszkodzonego obwodu obciążenia.$I \cdot R$

Istnieją już doskonałe odpowiedzi na to pytanie, ale podchodzę do odpowiedzi nieco inaczej. Rozważ poniższy obwód.

Podczas normalnej pracy (tzn. Nie przepalony bezpiecznik), V _f to I _L. * R, gdzie R jest nieodłączną opornością bezpiecznika. Prąd, I _L , przepływa zarówno przez bezpiecznik, jak i obciążenie. Napięcie w poprzek obciążenia, V _L = V _B - V _f , gdzie V _B >> V _f . Większość napięcia spada z obciążenia, a bezpiecznik zrzuca tylko niewielką ilość.

Jak zauważyli inni, moc rozproszona w bezpieczniku wynosi I _L ² R. Przy pewnym poziomie rozproszenia bezpiecznik otworzy się. Gdy bezpiecznik się otworzy, powstaje łuk, który wypala więcej materiału bezpiecznika. Podczas tego procesu V _f zacznie być I _L * R (jak zdefiniowano powyżej), ale stanie się V _B, gdy I _L spadnie do zera i bezpiecznik otworzy się całkowicie. Na koniec przypadku rozliczania wszystkie V _B pojawia się w poprzek V _f i przepływ prądu całkowitego zatrzymania.

Napięcie znamionowe (i specyfikacja AC / DC) bezpiecznika zaczyna działać dopiero po otwarciu bezpiecznika. Bezpiecznik o nieodpowiednim napięciu znamionowym może nie być w stanie ugasić powstającego łuku, co prowadzi do szybkiej awarii bezpiecznika. Podobnie bezpiecznik lub przerywacz przeznaczony do użytku z prądem przemiennym będzie prawdopodobnie zależeć od przejścia przez zero w celu gaszenia łuku, w którym bezpieczniki prądu stałego o wartości znamionowej (szczególnie bezpieczniki prądu stałego o wysokim napięciu) są często szczelnie wypełnione piaskiem lub innym materiałem do gaszenia łuku w celu zapobiegać katastrofalnej niszczeniu bezpiecznika przez moc rozpraszaną w łuku (teoretycznie do V _B * I _L ) i zapewnić, że prąd nie przepływa przez ciągły łuk (tj. bezpiecznik przepala, a prąd przepływa przez plazmę między bezpiecznikiem wewnętrzne).

Jeśli bezpiecznik nigdy nie przepali się, napięcie znamionowe bezpiecznika nie ma znaczenia. W chwili wybuchu prąd znamionowy przestaje mieć znaczenie i szybko dowiesz się, czy wybrałeś odpowiedni bezpiecznik napięcia dla swojej aplikacji.

Bezpiecznik „widzi” w dużej mierze tylko własne środowisko. Drut bezpiecznikowy topi się, gdy wkład cieplny netto jest wystarczający, aby spowodować wzrost temperatury wystarczający do stopienia drutu lub innego topliwego elementu.

Aby uzyskać lokalne rozproszenie energii, potrzebny jest pewien spadek napięcia na bezpieczniku.
Moc = I ^ 2 x R = V ^ 2 / R = V x I
Wszystkie są tutaj równoważne.
Pierwsza dotyczy przewodzonego prądu i rezystancji bezpiecznika.
Drugi dotyczy spadku napięcia na bezpieczniku i rezystancji bezpiecznika.
Trzeci dotyczy spadku napięcia na przewodzonym bezpieczniku x przewodzonym prądzie.

Energia cieplna netto jest rozpraszana - energia promieniowana na czas.

Oto wyszukiwarka bezpieczników . parametry szczegółowe (tutaj głównie prąd topikowy) szukaj bezpieczników. Odczytaj wartość rezystancji. Oto kilka przykładów

Dwa przykłady:

100 mA: A FRS-R-1/10 600 V 0,1 A Opóźnienie czasowe Mersen klasy RK5 600 V ma rezystancję około 90 miliomów. V = IR = 0,1 x 0,09 ~ = 10 mV!
Moc = I ^ 2 x R = ~ 1 mW !!!

10 A: A 9F57CAA010 10 A Wkładka bezpiecznikowa wyłącznika olejowego Mersen ma oporność około 10 miliomów.
Spadek napięcia = IR = 10 x 0,010 = 0,1 V
Moc = I ^ 2 R = 10 ^ 2 x 0,01 = 1 wat!

Przepalony bezpiecznik przerywa (w niektórych przypadkach dość duży) prąd. Bezpiecznik nie przechodzi natychmiast z „normalnego” do „całkowicie przepalonego” - drut nagrzewa się i topi, tworząc krótką przerwę, która rozszerza się, ponieważ drut nie ochładza się natychmiast. Gdy przerwa jest niewielka, można uzyskać łuk (szczególnie jeśli obciążenie jest indukcyjne), który gaśnie wkrótce potem, ponieważ 1) prąd chwilowy osiąga zero (ponieważ jest to prąd przemienny) i do czasu, gdy napięcie wróci do wartości szczytowej, szczelina jest wystarczająco szeroka dla łuku.

Im wyższe napięcie, tym musi być szersza przerwa. Jednak użycie bezpiecznika o wyższym napięciu nie stanowi problemu.

Wyobraź sobie, że używasz małego bezpiecznika 250 V z, powiedzmy, 10 kV - przeskakuje po całym bezpieczniku.

Jeśli chodzi o moc, z jaką przepala się bezpiecznik - jest niewielki w porównaniu do mocy systemu, ale implikuje ograniczenie, jak niskie może być napięcie systemu. Jeśli bezpiecznik ma rezystancję 0,237 Ω i prąd 1 A, wówczas spada on o 0,237 V, więc jeśli twój system działa na podobnym napięciu, będziesz mieć problemy.

Prosta odpowiedź jest taka, że ​​poruszające się elektrony wytwarzają ciepło niezależnie od napięcia. Napięcie nie ma znaczenia w tej produkcji ciepła, jest takie samo niezależnie od napięcia. Jeden wzmacniacz wytwarza taką samą ilość ciepła z powodu tarcia podskakujących elektronów. Stąd jeden wzmacniacz prądu stałego ma taką samą ilość ciepła, jak jeden ACamp wartości skutecznej.

1amp DC nadal wytwarza taką samą ilość ciepła, jak 1 amp Rms AC. 1 amp AC niezależnie od napięcia wytwarza taką samą ilość ciepła. Nie należy mylić ciepła ze zużyciem energii, które spadłoby w dziedzinie spadku napięcia, na przykład w poprzek obciążenia, przy czym obciążenie jest zamierzone lub nie takie jak vd na przewodach przesyłowych lub obwodach rozgałęzionych S