فیوز های ذوب شونده

فیوز ذوب شونده چیست

فیوز یک دستگاه ایمنی الکتریکی کوچک است که نقش مهمی در مدار ایفا می کند و برای محافظت در برابر جریان بیش از حد یک مدار الکتریکی عمل می کند، بنابراین ایمنی را تضمین می کند و از آسیب دیدگی وسایل جلوگیری می کند. یکی از اجزای مهم فیوز الکتریکی یک سیم یا نوار فلزی است که وقتی جریان اضافی از آن عبور می کند ذوب می شود، بنابراین یک سیم فیوز طوری انتخاب می شود که نقطه ذوب پایینی داشته باشد.
در این مقاله به بررسی فیوزها، نمودار فیوزهای الکتریکی، اصول کار فیوز، ویژگی های فیوز الکتریکی و انواع فیوزها می پردازیم، در ادامه به مقایسه فیوزهای AC و DC می پردازیم،

مطالب این بخش

• فیوز چیست؟
• نمودار فیوز برق
• اصل کار فیوز
• ویژگی های فیوز
• انواع فیوز
• فیوزهای AC در مقابل DC
• انواع فیوز AC
• عملکرد فیوز
• مدار شکن در مقابل فیوز
• کاربردهای فیوز
• مزایا و معایب

فیوز چیست؟

فیوز نوعی قطعه الکتریکی است که برای باز کردن ایمن مدارها تحت بارهای جریان غیرمعمول بالا استفاده می شود، بنابراین از مدارهای الکتریکی محافظت می کند. می توان گفت که این یک وسیله ایمنی است که در برابر بیش از حد شدن جریان در یک مدار الکتریکی محافظت می کند.

یک جزء فلزی موجود در فیوزها برای انتقال مقدار محدودی جریان الکتریکی در نظر گرفته شده است . افزایش جریان عبوری از مدار به علت یک اتصال کوتاه یا اضافه بار، عنصر فیوز را می سوزاند و به دلیل گرمایی که تولید می کند، شکافی در آن ایجاد می کند. جریان مدار توسط این شکاف قطع می شود.

عناصر مورد استفاده برای طراحی فیوز آلومینیوم، نقره، روی و مس هستند.

اعضا فیوز برق

برای ساخت فیوزها بیشتر از عناصری مانند روی، آلومینیوم، مس و نقره استفاده می شود. آنها به صورت سری با تجهیزات مورد نیاز برای محافظت یا مدار متصل می شوند.

ساخت فیوز ساده است و معمولاً شامل موارد زیر است:

• عنصر فیوز: یک سیم فلزی است که در اثر جریان زیاد ذوب می شود.
• بدنه فیوز: المنت فیوز توسط بدنه فیوز محصور شده است.
• درپوش فیوزها یا پایانه ها: پایانه های فلزی انتهایی فیوز هستند که سیم را به هم وصل می کند.

فیوز الکتریکی بر اساس اثر تئوری گرمایش بوسیله جریان عمل می کند و به این ترتیب است که جریان الکتریکی از یک هادی عبور می کند و اگر این هادی شکسته شود، بارهای الکتریکی نمی توانند از آن عبور کنند. فیوز الکتریکی از سیم فلزی نازک ساخته شده است که غیر قابل اشتعال است و نقطه ذوب پایینی دارد. هنگامی که مقدار زیادی گرما در فیوز ایجاد شود ذوب می شود که منجر به باز شدن مدارها و مسدود شدن جریان می شود. سپس فیوز ذوب شده را می توان با فیوز جدید جایگزین کرد. اصولاً اگر مقدار زیادی الکتریسیته از یک فیوز عبور کند (مقدار الکتریسیته بیشتر از ظرفیت تحمل فیوز)، آنقدر گرم می شود که شروع به ذوب شدن می کند.

فیوز معمولا از روی، آلومینیوم، مس و نقره تشکیل شده است. فیوز یک قطع کننده مدار است که در صورت بروز خطا، منبع تغذیه را قطع می کند. به عنوان یک سپر برای وسایل برقی و همچنین یک اقدام ایمنی برای انسان عمل می کند.

ویژگی های فیوز

هنگام انتخاب فیوزهای مناسب باید به فاکتورهای حیاتی زیر توجه کرد:

• رتبه بندی ولتاژ: رتبه بندی ولتاژ برای ایمنی محیطی و مدار در نظر گرفته می شود. بنابراین مشخصات فیوز شامل بالاترین ولتاژی است که فیوز قادر به دریافت آن است.
• رتبه بندی جریان: این نشان دهنده ظرفیت حمل جریان فیوز در دما و شرایط استاندارد است. فقط فیوز با افزایش سریع جریان آسیب می بیند. 
  
   
• I 2 T مقدار فیوز: حاصل ضرب مجذور جریان در مدار باید کمتر از مقدار I 2 T دستگاه باشد.
• دما: دمای کارکرد فیوز با ظرفیت فعلی آن نسبت مستقیم دارد.
• ویژگی پاسخ - به نحوه رفتار فیوز در پاسخ به شرایط جریان اضافه اشاره دارد. مشخصات پاسخ متداول برای فیوزها عبارتند از: عملکرد سریع، تاخیر زمانی، تاخیر زمانی متوسط ​​و عملکرد بسیار سریع.
• اندازه بسته بندی: اندازه بسته بندی فیوز به ابعاد فیزیکی و شکل فیوز اشاره دارد، هنگام انتخاب فیوز برای یک برنامه خاص، اطمینان از جا افتادن صحیح و عملکرد صحیح آن ضروری است.

انواع فیوز

بسته به منبع ولتاژ، فیوزها عمدتاً به دو نوع تقسیم می شوند:

• فیوزهای AC
• فیوزهای DC

فیوزهای DC

فیوز Dc جزء مهمی است که برای سیستم های الکتریکی جریان مستقیم طراحی شده است. فیوزهای Dc برای رسیدگی به ویژگی های منحصر به فرد جریان DC طراحی شده اند. آنها با موادی ساخته می‌شوند که برای قطع جریان‌های DC مناسب هستند. آنها معمولاً از یک عنصر ذوب‌پذیر ساخته شده از ماده‌ای تشکیل شده‌اند که در صورت قرار گرفتن در معرض جریان بیش از حد ذوب یا تبخیر می‌شوند. فیوزهای DC معمولاً در سیستم‌های الکتریکی DC مختلف، از جمله خودرو، دریایی، انرژی خورشیدی، شارژ باتری و کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند. آنها حفاظت حیاتی از تجهیزات و سیم‌کشی در این سیستم‌ها ارائه می‌کنند. فیوزهای DC با چالش‌های متمایزی مواجه هستند، زیرا فیوزهای DC در اندازه‌های بزرگ‌تر موجود هستند و مقدار ثابتی بیش از '0' ولت دارند، غیرفعال کردن و حذف مدار می‌تواند کمی دشوارتر باشد. این احتمال وجود دارد که یک قوس الکتریکی بین سیم های ذوب تشکیل شود. برای از بین بردن این امر، چند الکترود دورتر از هم قرار می گیرند.

فیوزهای AC

فیوزهای Ac اجزای مهم در سیستم جریان متناوب هستند. این به محافظت از مدار در برابر شرایط اضافه جریان کمک می کند. بر خلاف فیوزهای DC، فیوزهای AC برای قطع جریان متناوب ساخته می شوند که به صورت متناوب تغییر می کند. اینها از عنصری ساخته شده اند که برای ذوب شدن یا تبخیر شدن در هنگام قرار گرفتن در معرض جریان بیش از حد طراحی شده است.

با مقایسه فیوزهای AC و DC در کنار هم، فیوز AC کوچکتر است و بین 50 تا 60 بار در ثانیه از پایین ترین به بالاترین نوسان می کند. در نتیجه احتمال تشکیل قوس الکتریکی بین سیم های ذوب شده از بین می رود. بنابراین می توان آنها را در اندازه های کوچک ساخت. فیوزهای AC به فیوزهای فشار ضعیف و فشار قوی تقسیم می شوند.

مقایسه بین فیوزهای AC و DC

انواع فیوز AC

انواع فیوز AC در زیر آورده شده است:

• فیوز ولتاژ پایین
• فیوز فشار قوی

فیوزهای ولتاژ پایین

آنها عمدتاً به 5 نوع تقسیم می شوند:

• فیوزهای قابل سیم کشی مجدد
• فیوز نوع کارتریج
• فیوز کات اوت
• فیوز سوئیچ

مقوله های زیر به تفصیل مورد بحث قرار گرفته اند:

• فیوزهای قابل سیم کشی مجدد: این فیوزها عمدتاً برای سیم کشی خانه یا مدارهای جریان جزئی استفاده می شوند. دو جزء اصلی یک فیوز قابل سیم کشی مجدد، کیس فیوز و حامل فیوز هستند. پایه فیوز ساخته شده از پرسلن برای محتوی سیم ها استفاده می شود که می تواند از سرب، آلومینیوم، مس قلع شده یا آلیاژ قلع سرب تشکیل شده باشد. در سیستم برق ایران استفاده نمی شوند

• 

• فیوزهای نوع کارتریج: المنت فیوز شامل کنتاکت های فلزی در دو طرف است و به طور کامل در یک ظرف محصور قرار می گیرد. آنها به فیوزهای کارتریج نوع D و نوع لینک تقسیم می شوند

• 

.

• فیوز کات اوت : با ذوب شدن فیوز، عنصر فیوز از تکیه گاه پایینی خود به دلیل جاذبه زمین می افتد. ترانسفورماتورهای بیرونی توسط این نوع فیوز محافظت می شوند.

• فیوز سوئیچ: در اصل، یک کلید فلزی و یک فیوز در یک فیوز از نوع کلید قرار می گیرند. سطوح ولتاژ پایین و متوسط ​​از کاربردهای اصلی این فیوزها هستند

• 

  .

عملکرد فیوز

برخی از وظایف اصلی فیوز به شرح زیر است:

• فیوز از ایجاد اتصال کوتاه جلوگیری می کند.
• از خرابی دستگاه ناشی از عملکرد مدار معیوب محافظت می کند.
• فیوز الکتریکی به عنوان یک مانع محافظ بین مدار الکتریکی و انسان عمل می کند.
• به جلوگیری از اضافه بار و خاموشی کمک می کند.
• فیوز در برابر آسیب های ناشی از بارهای نامتناسب محافظت می کند.

تفاوت بین بریکر(کلید قطع کننده ) و فیوز

کاربردهای فیوز

برخی از کاربردهای انواع فیوز عبارتند از:

• تمامی لوازم برقی مانند لپ تاپ، تلفن همراه، پرینتر، اسکنر دارای فیوز هستند.
• تمامی خودروها اعم از خودرو، کامیون، تریلر، قایق و غیره از فیوز استفاده می کنند.
• ترانسفورماتورهای قدرت از فیوزهای ولتاژ بالا استفاده می کنند.
• کنسول بازی نیز از فیوزها استفاده زیادی می کند.
• قطعاتی مانند خازن ها، مبدل های قدرت، استارت موتورها و ترانسفورماتورها به خوبی از فیوزها استفاده می کنند.
• مانیتورهای LCD و بسته‌های باتری حاوی فیوز بودند.

مزایا و معایب فیوز

لیستی از مزایا و معایب فیوز در زیر آمده است:

مزایای فیوز

• اندازه جمع و جور: فیوزها به دلیل اندازه فشرده می توانند در داخل تجهیزات الکتریکی یا در فضاهای تنگ نصب شوند.
• مقرون به صرفه: فیوزها در مقایسه با سایر وسایل حفاظتی مانند قطع کننده مدار مقرون به صرفه هستند و آنها را به یک راه حل کم هزینه برای محافظت در برابر جریان اضافه تبدیل می کند.
• زمان پاسخ سریع: فیوزها با قطع سریع جریان مدار در شرایط جریان بیش از حد، محافظت سریع در برابر نقص های الکتریکی را فراهم می کنند.
• تعمیر و نگهداری کم: فیوزها نیازی به نگهداری یا سرویس منظم ندارند، هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد و پس از نصب، کارکرد بدون دردسر را تضمین می کند.

معایب فیوز

• یک بار مصرف: فیوزها به عنوان وسایل حفاظتی یکبار مصرف طراحی شده اند. هنگامی که آنها کار کردند و مدار را قطع کردند، باید با یک فیوز جدید جایگزین شوند.

• زمان تعویض: هنگامی که فیوز به دلیل یک رویداد اضافه جریان منفجر می شود، شناسایی عیب، تعویض فیوز و بازگرداندن برق به مدار به مدتی زمان نیاز دارد. این خرابی می تواند منجر به اختلالات و ناراحتی در عملیات شود.
• محدوده حفاظت محدود: فیوزها دارای درجه بندی جریان خاصی هستند و فقط در آن محدوده محافظت می کنند. آنها ممکن است برای کاربردهایی با جریان های متغیر یا غیرقابل پیش بینی مناسب نباشند.

نتیجه

در این مقاله به طور کامل به دستگاهی به نام فیوز پرداخته ایم. فیوزها محافظ‌های بی‌صدا در دنیای برق هستند و از جریانات و بلایای احتمالی محافظت می‌کنند. آنها در خانه ها، اتومبیل ها، صنایع و سیستم های مختلف الکتریکی کاربرد دارند. شناخت انواع آنها و انتخاب مناسب برای ایمنی حیاتی است. فیوزها ممکن است کوچک باشند، اما نقش آنها در جلوگیری از خطرات الکتریکی بسیار مهم است.