无论电压如何,保险丝如何在其额定电流下熔断?

电器工程 保险丝
2022-01-08 08:02:52

我从其他地方的阅读中知道,在更换保险丝时使用额定电压更高的保险丝是安全的,只要额定电流和反应速度相同。

例如,如果保险丝的额定值为125V 1A,则250V 1A可以使用 a。

假设这两个示例保险丝的电阻分别为 0.153 和 0.237 欧姆。(Littelfuse 5x20mm 快动墨盒类型。)

因此,说125V 1A理论上保险丝应该在 153 mW 时250V 1A熔断而保险丝在 237 mW 时熔断是否正确?(使用 \$P = I^2R\$)

4个回答

保险丝的额定电流表示保险丝最终熔断的最小持续电流。一个 1A 的保险丝会在很长一段时间内消耗 1A 电流而不会熔断,如果保险丝可以将一些热量散发到 PCB 中或有气流穿过它,则可能永远不会在 1A 时熔断。

关键参数是\$I^2 \cdot t\$等级,它可以让您了解炸毁它所需的能量(功率和时间)。(请记住,保险丝实际上是为了在发生灾难性故障时保护电路。)

匹配\$I^2 \cdot t\$额定值至关重要,因为如果你用慢熔类型替换快速作用保险丝,即使它们都说 1A,实际熔断需要完全不同的能量水平他们。

当保险丝完好无损时,它上面只有一个\$I \cdot R\$电压降。这种下降将远不及保险丝的额定电压(否则它就像一个大电阻器并限制电路可用的能量。)一旦保险丝熔断,额定电压就会发挥作用,它代表了多少电压开路保险丝可以承受的电位,而不会发生闪络和重新给受损的负载电路通电。

这个问题已经有一些很好的答案,但我会稍微不同地处理答案。考虑下面的电路。

在此处输入图像描述

在正常操作下(即保险丝未熔断),V f为 I L *R,其中 R 为固有保险丝电阻。电流 I L流过保险丝和负载。负载两端的电压 V L = V B - V f,其中 V B >> V f大部分电压由负载下降,只有一小部分由保险丝下降。

正如其他人指出的那样,保险丝中消耗的功率为 I L 2 R。在一定程度的消耗下,保险丝将断开。当保险丝打开时,会形成电弧,烧掉更多的保险丝材料。在此过程中,V f将开始为 I L *R(如上定义),但随着 I L降至零且保险丝完全打开,将变为 V B。在清除事件结束时,所有 V B出现在 V f上,电流完全停止。

保险丝的额定电压(和 AC/DC 规格)仅在保险丝断开后才起作用。额定电压不足的熔断器可能无法熄灭产生的电弧,从而导致熔断器快速失效。同样,额定用于交流电的熔断器或断路器可能取决于过零来熄灭电弧,其中直流额定熔断器(尤其是高压直流熔断器)通常用沙子或其他灭弧材料紧密包装,以便防止电弧中消耗的功率(理论上高达 V B * I L)灾难性地破坏熔断器,并确保电流不会继续通过连续电弧流动(即熔断器熔断但电流继续通过熔断器之间的等离子体流动内部)。

如果保险丝从不熔断,则保险丝的额定电压无关紧要。在它确实熔断的那一刻,额定电流不再重要,您很快就会知道您是否为您的应用指定了合适的电压保险丝。

保险丝“看到”的主要是它自己的环境。当净热输入足以引起足够的温度升高以熔化熔丝或其他易熔元件时,熔丝熔化。

要获得局部能量耗散,您需要在保险丝上产生一些电压降。
功率 = I^2 x R = V^2/R = V x I
所有这些在这里都是等价的。
第一个与载流和保险丝电阻有关。
第二个与保险丝上的电压降和保险丝电阻有关。
第三个与保险丝上的电压降 x 承载的电流有关。

净热输入是能量耗散 - 每次辐射的能量。

这里是一个保险丝搜索引擎具体参数(这里主要是熔断电流)搜索熔断器。读取电阻值。这里有一些例子

两个例子:

100 mA: FRS-R-1/10 600 V 0.1 A Mersen Class RK5 600V Time Delay 的电阻约为 90 毫欧。V = IR = 0.1 x 0.09 ~= 10 mV!
功率 = I^2 x R =~ 1 mW !!!

10 A: 9F57CAA010 10 A Mersen 断油保险丝链路的电阻约为 10 毫欧。
电压降 = IR = 10 x 0.010 = 0.1 V
功率 = I^2 R = 10^2 x 0.01 = 1 瓦!

简单的答案是,移动的电子会产生与电压无关的热量。在这种热量的产生中,电压无关紧要,无论电压如何,它都是相同的。由于电子在周围弹跳的摩擦,一个安培会产生相同数量的热量。因此,一安培的直流电与一安培的 rms 热量相同。