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¿Cómo se funde un fusible con su corriente nominal, independientemente del voltaje?

Posterior a investigar en varios repositorios y sitios webs al concluir encontramos la respuesta que te enseñamos aquí.

Solución:

La clasificación actual de un fusible representa la corriente mínima sostenida en la que el fusible se quemará… eventualmente. Un fusible de 1A tomará 1A durante mucho tiempo sin quemarse, y si el fusible puede descargar algo de calor en la PCB o tiene flujo de aire a través de él, es posible que nunca se funda en 1A.

El parámetro crítico es el $I^2 cdot t$ calificación, que le da una idea de la energía (potencia y tiempo) necesarios para volarlo. (Recuerde que los fusibles realmente están destinados a proteger los circuitos cuando hay fallas catastróficas).

Es de vital importancia hacer coincidir $I^2 cdot t$ clasificaciones, ya que si reemplaza un fusible de acción rápida con un tipo de acción lenta, aunque ambos digan 1A, se necesitarán niveles de energía radicalmente diferentes para quemarlos.

Cuando el fusible está intacto, solo tiene un $I cdot R$ caída de voltaje a través de él. Esta caída no se acercará a la clasificación de voltaje del fusible (de lo contrario, actúa como una gran resistencia y limita la energía disponible para su circuito). Una vez que se funde el fusible, entra en juego la clasificación de voltaje, que representa cuánto voltaje potencial que el fusible abierto puede soportar sin destellar y volver a energizar el circuito de carga comprometido.

Ya hay algunas respuestas excelentes a esta pregunta, pero abordaría la respuesta de manera ligeramente diferente. Considere el siguiente circuito.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Bajo operación normal (es decir, fusible no quemado), VF soy yoL*R, donde R es la resistencia inherente del fusible. la corriente, yoL, fluye a través del fusible y la carga. El voltaje a través de la carga, VL = VB -VFdonde VB >> VF. La carga deja caer la mayor parte del voltaje, y el fusible solo deja caer una pequeña cantidad.

Como han señalado otros, la potencia disipada en el fusible es IL2R. En algún nivel de disipación, el fusible se abrirá. A medida que se abre el fusible, se forma un arco que quema más material del fusible. Durante este proceso, V.F empezaré siendo yoL*R (como se define arriba), pero se convertirá en VB como yoL cae a cero y el fusible se abre completamente. Al final del evento de compensación, todo VB aparece a través de VF y el flujo de corriente se detiene por completo.

La clasificación de voltaje (y la especificación de CA/CC) del fusible entra en juego solo después de que se abre el fusible. Es posible que un fusible con una clasificación de voltaje inadecuada no pueda extinguir el arco resultante, lo que provocará una falla rápida del fusible. De manera similar, un fusible o disyuntor clasificado para usar con CA probablemente dependerá de un cruce por cero para extinguir el arco, mientras que los fusibles con clasificación de CC (especialmente los fusibles de CC de alto voltaje) a menudo están apretados con arena u otro material para extinguir el arco a fin de apagar el arco. evitar la disipación de potencia en el arco (teóricamente hasta VB * YOL) de la destrucción catastrófica del fusible y para garantizar que la corriente no continúe fluyendo a través de un arco continuo (es decir, el fusible se funde pero la corriente continúa fluyendo a través del plasma entre las partes internas del fusible).

Si el fusible nunca se quema, la clasificación de voltaje del fusible no importa. En el momento en que se funde, la clasificación actual deja de importar y rápidamente sabrá si especificó el fusible de voltaje adecuado para su aplicación.

El fusible “ve” en gran medida solo su propio entorno. El cable fusible se derrite cuando la entrada térmica neta es suficiente para causar un aumento de temperatura suficiente para derretir el cable u otro elemento fusible.

Para obtener la disipación de energía local, necesita una caída de voltaje en el fusible.
Potencia = I^2 x R = V^2/R = V x I
Todos estos son equivalentes aquí.
El primero se relaciona con la corriente transportada y la resistencia del fusible.
El segundo se relaciona con la caída de voltaje en el fusible y la resistencia del fusible.
El tercero se relaciona con la caída de voltaje en el fusible x la corriente transportada.

La entrada térmica neta es energía disipada: energía radiada por tiempo.

Aquí hay un motor de búsqueda de fusibles. Los parámetros específicos (principalmente la corriente de fusión aquí) buscan fusibles. Leer valor de resistencia. Algunos ejemplos aquí

Dos ejemplos:

100mA: Un FRS-R-1/10 600 V 0.1 A Mersen Class RK5 600V Time Delay tiene una resistencia de aproximadamente 90 miliohmios. V = IR = 0,1 x 0,09 ~= 10 mV !
Potencia = I^2 x R =~ 1 mW !!!

10 A: Un eslabón fusible de corte de aceite Mersen 9F57CAA010 de 10 A tiene una resistencia de aproximadamente 10 miliohmios.
Caída de tensión = IR = 10 x 0,010 = 0,1 V
Potencia = I^2 R = 10^2 x 0,01 = 1 vatio.

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