왜 특정 전류에서 퓨즈가 타나요?

일반적으로 컨덕터 (예 : 퓨즈)가 타지 않고 처리 할 수 있는 최대 전류 를 지정합니다 . 그러나 일정량의 에너지 / 열 이 발생해도 도체가 실제로 고장 나지 않습니다 이 도체에서 소산 않습니까? 그런 다음 도체의 온도가 너무 높아서 화상 / 용해가 발생합니다.

10A 등급의 퓨즈가 있다고 가정 해 봅시다. 그렇다면 왜 퓨즈를 태우지 않고 9A와 같은 낮은 전류에서 퓨즈를 계속 작동시킬 수 있습니까?

또한 전력, 전압 및 전류는 옴의 법칙과 관련이 있음을 알고 있습니다. 따라서 10A 퓨즈가 있고 100 옴과 같은 임의의 저항이있는 경우 대신 1kV 퓨즈 (10A * 100 옴) 또는 10kW 퓨즈 (10A * 10A * 100 옴)라고하지 않겠습니까? 이 숫자는 완전히 임의적이므로 현실을 반영하지 않지만 내 요점을 분명히합니다.

따라서 10A 퓨즈가 있고 100 옴과 같은 임의의 저항이있는 경우 ...

이 일반적인 10A 퓨즈 의 저항은 5mΩ입니다. 그래서 당신의 추측은 약 20,000의 요인으로 나왔습니다. 10 A에서 소비되는 전력은 $P = I^2R = 10^2 \times 5m = 500 \ \text {mW}$ .

저항 : 퓨즈의 저항은 일반적으로 전체 회로 저항의 중요하지 않은 부분입니다. 분수 암페어 퓨즈의 저항은 수 옴이 될 수 있으므로 저전압 회로에서 사용할 때는이 사실을 고려해야합니다. Littelfuse에 문의하여 실제 값을 얻을 수 있습니다. 출처: Littlefuse Fuseology Application Guide (읽기 가치가 있음)

분수 암페어 퓨즈에서 저항이 더 높은 이유는 퓨즈 와이어의 길이가 10A 버전과 거의 같지만 100mA와 같이 날리려면 훨씬 더 미세해야하기 때문입니다. 100mA 퓨즈는 정상적으로 당기는 회로, 예를 들어 50mA를 보호 할 수 있습니다. 퓨즈 저항이 1Ω 인 경우 사용 중 퓨즈 저항이 50mV 감소합니다.

퓨즈 와이어의 필요한 직경은

... 대신 1kV 퓨즈 (10A * 100 옴) 또는 10kW 퓨즈 (10A * 10A * 100 옴)라고하지 않습니까?

과전류 보호 장치 이기 때문입니다 . 퓨즈의 전압 정격은 이미 완전히 다른 것을 의미합니다. 아래를 참조하십시오.

퓨즈에는 몇 가지 등급이 필요합니다.

• 현재 (충분히 생각합니다).
• 퓨즈의 정격 전압입니다. 내부 아크를 형성하고 유지하지 않고도 안정적으로 파손될 수있는 최대 전압을 지정합니다.
• 시간 등급-얼마나 빨리 날릴 것인가.

Littlefuse 기사는 이러한 모든 내용을 자세히 다루므로 여기에서 재현 할 필요가 없습니다.

1. 특정 온도에 도달하면 도체가 고장납니다. 퓨즈는 주변과 열적으로 접촉하기 때문에 끊기 전에 일정량의 전력을 소비 할 수 있습니다.
2. 10A 퓨즈는 10A (약간의 공차)에서 송풍하도록 설계되었습니다. 하루 종일 9A로 작동해야합니다.
   • 그러나 10A 퓨즈는 10A에서 송풍하는 데 오랜 시간이 걸리고 20A에서 훨씬 빠르게 송풍되며 100A를 통과하면 오작동 할 수 있습니다. 대부분의 무시 된 과학이 융합되어 있습니다.
   • 그리고 하루 종일 9A 또는 9.8A에서 10A 퓨즈를 작동 시키면 뜨겁게 작동하고 천천히 저하됩니다.
   • 즉, 얼마나 빨리 터지는 지 또는 얼마나 오래 지속되는지가 중요하다면 퓨즈 제조업체와 상담해야합니다.
3. 퓨즈는 암페어로 등급이 매겨져 있기 때문에 퓨즈를 설치하는 대부분의 사람들이 염려합니다. 이상적인 10A 퓨즈는 전압을 떨어 뜨리지 않으며 10A 미만의 나노 암페어에서도 블로우 또는 저하되지 않지만 그 이상으로 즉시 (또는 정의 된 시간 이후) 블로우합니다. 이상적인 퓨즈가 없습니다.
4. 이 모든 것을 숙고하는 동안 퓨즈 데이터 시트를 찾아보고 싶을 수도 있습니다 . 좋은 회사 (Bussman, Littlefuse 등)는이를 명시합니다. 임시 과부하 용으로 설계된 슬로우 블로우 퓨즈와 "일반적인"퓨즈보다 더 빠르게 반응하도록 설계된 고속 블로우 퓨즈가 있습니다. 퓨즈가 반응해야하는 방식이 비표준적이고 중요하다면,이를 설계하는 것은 상당히 공학적인 연습이 될 수 있습니다.

일반적으로 퓨즈는 어떤 전압 회로가 사용되는지 알 수 없습니다. 퓨즈는 흐르는 전류 만 알기 때문에 퓨즈가 끊어 질 수 있습니다.

퓨즈는 일단 퓨즈가 끊어지면 전체 회로 전압을 갖기 때문에 전압 정격을 가지므로 아크 없이도 해당 전압을 안전하게 처리 할 수 ​​있도록 설계해야합니다.

스스로에게 물어보십시오 : 퓨즈의 목적은 무엇입니까?

1. 퓨즈 양단의 전압을 제한합니까? 아뇨. 무의미합니다.
2. 퓨즈가 내부적으로 소비하는 전력을 제한합니까? 아니요. 또한 의미가 없습니다.
3. 퓨즈를 통과하는 전류를 제한합니까? 놀랍게도 아닙니다! 퓨즈의 임무는 무엇으로부터도 자신을 보호하는 것이 아닙니다. 퓨즈의 역할은 부하를 보호하는 것입니다. 따라서 부하의 전류에 관심이 있다고 가정하면 부하와 퓨즈 전류가 동일하기 때문에 퓨즈가 부차적 인 문제로 발생하는 전류에 대해서만 신경을 씁니다.
4. 부하의 전압을 제한합니까? 틀림없이, 그렇습니다. 그러나 아래에서 논의 할이 방법으로 퓨즈 등급 문제가 있습니다.
5. 부하의 전력을 제한합니까? 틀림없이, 그렇습니다. 그러나 아래에서 논의 할이 방법으로 퓨즈 등급 문제가 있습니다.
6. 부하의 전류를 제한합니까? 예! 퓨즈의 궁극적 인 목적은 부하를 보호하는 것입니다. 왜 전류가 # 4 또는 # 5의 전압 또는 전력보다 더 유효한지 논의하겠습니다.

짐은 왕이다. 퓨즈는 자신을 위해서만 분사되도록 설계되지 않았습니다. 퓨즈는 부하를 보호하도록 설계되었습니다. 당신이 집중하고있는 모든 것이 퓨즈가 끊어 질 때만 나무 숲을 놓치게됩니다. 결국, 나는 퓨즈를 가로 지르는 전압이나 퓨즈가 끊어 질 때 얼마나 많은 전력이 소비되는지 전혀 신경 쓰지 않습니다. 내가 신경 쓰는 것은 부하를 통과하는 전류가 퓨즈가 끊어졌을 때입니다 (그리고 퓨즈가 끊어지면 연장됩니다).

부하시 전력 또는 부하시 전압을 제한한다고 주장 할 수 있지만 부하 전력 또는 전압을 기반으로 퓨즈를 평가할 수는 없습니다. 다시 말해, 퓨즈에 사용되는 부하의 특성을 정확히 모르면 퓨즈 등급을 지정할 수 없습니다.

보다 엄격한 용어로, 이는 회로에서 퓨즈의 위치로 인해 부하의 전원 또는 전압을 관찰 할 수 없기 때문입니다. 부하로가는 전류 만 관찰 할 수 있습니다. 물론, 퓨즈는 회로의 위치에서 자체 전압 강하 또는 소비 전력을 관찰 할 수 있지만 시스템 보호와 관련이없는 것은 이미 확립했습니다.

전압이나 와트를 사용하여 정격 퓨즈를 제공하는 경우 퓨즈가 날리는 전류가 보호되는지 여부를 파악하기 위해 내 부하의 특성을 고려하여 불필요한 계산을 수행해야합니다. 과전류, 과전압 또는 과부하로 인한 부하.

이해해야 할 중요한 점은 퓨즈 와이어가 만들어지는 재료 입니다. 평범하고 단순한 금속입니다. 그러나 금속은 콜드 컨덕터 라는 특성을 가지고 있습니다. 와이어를 가열하면 컨덕터와 저항이 점점 작아집니다.

이제 전류 제한 아래에서 작동하는 퓨즈가 있으면 약간의 전기 에너지가 열로 바뀌어 빠르게 소실되고 와이어는 시원하게 유지됩니다. 따라서 저항이 매우 낮으므로 퓨즈에서 전압이 약간만 떨어집니다.

퓨즈를 통과하는 전류가 임계 값을 초과하면 퓨즈 와이어가 따뜻해집니다. 이는 저항이 증가하고, 전압의 많은 부분이 퓨즈를 가로 질러 떨어지며, 따라서 더 많은 전기를 열로 변환한다는 것을 의미합니다. 퓨즈 와이어의 열로 인해 더 많은 열이 발생 합니다. 이 과정은 자체 증폭 프로세스이며, 차가울 때 퓨즈를 통해 흐르는 전기 에너지가 너무 많기 때문에 핫 퓨즈는 기기의 전압에 크게 영향을 미치기 전에도 전류에서 많은 전력을 끌어들일 수 있습니다. .

이 자체 증폭 가열 프로세스로 인해 퓨즈가 빠르게 과열되어 회로를 제동합니다.

퓨즈 도체가 흐르는 전류에 따라 퓨즈 도체가 가열되는 것은 사실입니다. 와이어 자체는 환경으로의 전도에 의해 열을 소산하도록 설계되어 퓨즈가 소멸 될 때까지 전력이 와이어의 용량을 초과 할 때까지 퓨즈가 녹지 않도록 설계되었습니다. 그런 다음 퓨즈 와이어가 녹는 지점까지 열이 발생합니다. 와이어에 질량을 추가하면 열 시간 상수가 증가하여 짧은 과전류 서지를 처리 ​​할 수있는 능력을 제공하여 슬로 블로 발생합니다. 퓨즈가 발생합니다.

그러나 일정한 양의 에너지 / 열이 도체에서 소산 될 때 도체가 실제로 고장 나지 않습니까? 그런 다음 도체의 온도가 너무 높아서 화상 / 용해가 발생합니다. [...] 왜 퓨즈를 태우지 않고 9A와 같은 낮은 전류에서 퓨즈를 계속 작동시킬 수 있습니까?

퓨즈에서 소비되는 에너지의 양은 중요하지 않습니다. 중요한 것은 에너지가 에너지가 소비되는 속도와 비교 하여 퓨즈로 방출되는 속도 ( 전력 -I ² R)입니다. 아웃 방사열 및 열전도를 통해 퓨즈.

에너지가 나가는 것보다 빨리 퓨즈에 들어가면 퓨즈가 가열됩니다. 그러나 퓨즈가 가열되면 퓨즈에서 에너지가 소비되는 속도가 증가합니다. 퓨즈에서 나오는 열 전력이 들어오는 열 전력 (I ² R) 과 일치 할 때까지 온도가 증가합니다 .

따라서 퓨즈는 전류에 의해 결정되는 평형 온도에 빠르게 도달합니다. 이 온도가 너무 높으면 퓨즈가 끊어집니다.

퓨즈 재료에 따라, 평형 온도가 재료 융점에 도달하면 블로 핑되거나 @cmaster가 그의 답변에서 언급 한 열 폭주에 의해 블로 핑 될 수 있습니다. 그 시점에서, 퓨즈의 온도 증가는 전력 증가 에를 가 전력을 증가보다 빠르게 밖으로 , 그리고 평형이 손실됩니다.

퓨즈는 작동 전류 등급입니다 . 10A 퓨즈는 9A 또는 10A에서 블로 (또는 "느리게 저하")되지 않습니다. 10A로 표시되어 있다는 것은 제조업체가 정격을 초과하지 않는 한 예상대로 작동한다는 것을 제조업체가 보증한다는 의미입니다.

즉, 10A 퓨즈는 10A를 초과하는 순간을 차단하지 않습니다. 실제로 데이터 시트 를 보면 10A 퓨즈를 전혀 끊기 위해 20A와 같은 것이 필요하고 합리적으로 빨리 발생하려면 30 + A가 필요할 것입니다.

퓨즈는 또한 전압 강하 등급을 가지고 있으며 실제로 전선을 끊기 위해서는 전류와 전압이 모두 필요합니다. 그러나 최종 사용자는 일반적으로 정확한 전류 정격을 원하기 때문에 제조업체는 전압 강하를 정확하게 측정하지 않고 일반적인 / 최대 값만 제공합니다. 150mV / 5mOhm 퓨즈가 있다고 가정 해보십시오. 예를 들어 1kW 주전원 부하를 보호하기에 충분하다고 생각하십니까? 알릴 현재 등급을 찾아야합니다.