Wie löst eine Sicherung bei Nennstrom aus, unabhängig von der Spannung?

Ich habe an anderer Stelle gelesen, dass es sicher ist, beim Ersetzen einer Sicherung eine Sicherung mit einer höheren Nennspannung zu verwenden, sofern die Nennstromstärke und die Reaktionsgeschwindigkeit gleich sind.

Wenn zum Beispiel eine Sicherung bewertet ist 125V 1A, 250V 1Akann a verwendet werden.

Angenommen, diese beiden Beispielsicherungen haben einen Widerstand von 0,153 bzw. 0,237 Ohm. (Littelfuse 5x20mm Schnellkassettentyp.)

Ist es daher richtig zu sagen, dass die 125V 1ASicherung theoretisch mit 153 mW und die 250V 1ASicherung mit 237 mW durchbrennen sollte ? (Mit )$P = I^2R$

Die Nennstromstärke einer Sicherung gibt den minimalen Dauerstrom an, bei dem die Sicherung auslöst. Eine 1A-Sicherung benötigt 1A für eine sehr lange Zeit, ohne durchzubrennen. Wenn die Sicherung Wärme in die Leiterplatte abgeben kann oder Luft darüber strömt, wird sie möglicherweise nie mit 1A durchgebrannt.

Der kritische Parameter ist die Bewertung, die Ihnen eine Vorstellung von der Energie (Leistung und Zeit) gibt, die zum Ausblasen erforderlich ist. (Denken Sie daran, dass Sicherungen wirklich dazu gedacht sind, Stromkreise bei katastrophalen Ausfällen zu schützen.)$I^2 \cdot t$

Es ist von entscheidender Bedeutung, Werte zuzuordnen , da, wenn Sie eine flinke Sicherung durch eine träge ersetzen, auch wenn beide 1A sagen, es radikal unterschiedliche Energieniveaus erfordert, um sie tatsächlich zu durchbrennen.$I^2 \cdot t$

Wenn die Sicherung intakt ist, liegt nur ein Spannungsabfall von . Dieser Abfall wird nicht annähernd der Nennspannung der Sicherung entsprechen (ansonsten wirkt er wie ein großer Widerstand und begrenzt die Energie, die Ihrem Stromkreis zur Verfügung steht.) Sobald die Sicherung durchbrennt, kommt die Nennspannung ins Spiel, die angibt, wie viel Spannung anliegt Potenzial, dem die offene Sicherung standhalten kann, ohne den gefährdeten Lastkreis zu überschlagen und wieder zu aktivieren.$I \cdot R$

Es gibt bereits einige ausgezeichnete Antworten auf diese Frage, aber ich würde die Antwort etwas anders angehen. Betrachten Sie die Schaltung unten.

Im normalen Betrieb (dh die Sicherung ist nicht durchgebrannt) ist V _f I _L * R, wobei R der inhärente Sicherungswiderstand ist. Der Strom I _L fließt sowohl durch die Sicherung als auch durch die Last. Die Spannung über der Last ist V _L = V _B - V _f , wobei V _B >> V _f . Der größte Teil der Spannung wird von der Last und nur ein kleiner Teil von der Sicherung abgefallen.

Wie von anderen erwähnt, ist die in der Sicherung verbrauchte Leistung I _L ² R. Bei einer gewissen Verlustleistung löst die Sicherung aus. Beim Öffnen der Sicherung bildet sich ein Lichtbogen, der mehr Sicherungsmaterial abbrennt. Während dieses Prozesses ist V _{f zunächst} I _L * R (wie oben definiert), wird jedoch V _B, wenn I _L auf Null fällt und die Sicherung vollständig geöffnet wird. Am Ende des Löschereignisses erscheint V _B vollständig über V _f und der Stromfluss stoppt vollständig.

Die Nennspannung (und die AC / DC-Spezifikation) der Sicherung wird erst nach dem Öffnen der Sicherung wirksam. Eine Sicherung mit unzureichender Nennspannung kann den entstehenden Lichtbogen möglicherweise nicht löschen, was zu einem schnellen Ausfall der Sicherung führt. In ähnlicher Weise hängt eine Sicherung oder ein Leistungsschalter, der für die Verwendung mit Wechselstrom ausgelegt ist, wahrscheinlich von einem Nulldurchgang ab, um den Lichtbogen zu löschen, wobei Gleichstromsicherungen (insbesondere Hochspannungs-Gleichstromsicherungen) häufig dicht mit Sand oder anderem Lichtbogenlöschmaterial gepackt sind, um dies zu erreichen Verhindern Sie, dass die im Lichtbogen (theoretisch bis zu V _B * I _L ) abgegebene Leistung die Sicherung katastrophal zerstört, und stellen Sie sicher, dass kein Strom über einen kontinuierlichen Lichtbogen weiter fließt (dh die Sicherung löst aus, der Strom fließt jedoch weiterhin über Plasma zwischen den Sicherungen Interna).

Wenn die Sicherung niemals durchbrennt, spielt die Nennspannung der Sicherung keine Rolle. In dem Moment, in dem es durchbrennt, spielt die Stromstärke keine Rolle mehr und Sie werden schnell wissen, ob Sie die geeignete Spannungssicherung für Ihre Anwendung ausgewählt haben.

Die Sicherung "sieht" weitgehend nur ihre eigene Umgebung. Der Sicherungsdraht schmilzt, wenn der Netto-Wärmeeintrag ausreicht, um einen ausreichenden Temperaturanstieg zu verursachen, um den Draht oder ein anderes schmelzbares Element zum Schmelzen zu bringen.

Um eine lokale Energiedissipation zu erhalten, benötigen Sie einen Spannungsabfall an der Sicherung.
Potenz = I ^ 2 x R = V ^ 2 / R = V x I
Alle diese sind hier äquivalent.
Der erste bezieht sich auf den Strom und den Sicherungswiderstand.
Der zweite bezieht sich auf den Spannungsabfall an der Sicherung und den Sicherungswiderstand.
Der dritte bezieht sich auf den Spannungsabfall über der Sicherung x Strom.

Der Netto-Wärmeeintrag ist die Energie, die verbraucht wird - Energie, die pro Zeit abgestrahlt wird.

Hier ist eine Sicherungssuchmaschine . Spezifische Parameter (hauptsächlich Schmelzstrom hier) suchen nach Sicherungen. Widerstandswert ablesen. Einige Beispiele hier

Zwei Beispiele:

100 mA: A FRS-R-1/10 600 V 0,1 A Mersen-Klasse RK5 600 V Die Zeitverzögerung hat einen Widerstand von etwa 90 Milliohm. V = IR = 0,1 × 0,09 ~ = 10 mV!
Leistung = I ^ 2 x R = ~ 1 mW !!!

10 A: A 9F57CAA010 10 Ein Mersen-Ölsicherungs-Sicherungseinsatz hat einen Widerstand von etwa 10 Milli-Ohm.
Spannungsabfall = IR = 10 x 0,010 = 0,1 V
Leistung = I ^ 2 R = 10 ^ 2 x 0,01 = 1 Watt!

Wenn eine Sicherung durchbrennt, wird ein (teilweise recht großer) Strom unterbrochen. Die Sicherung geht nicht sofort von "normal" auf "vollständig durchgebrannt" über - der Draht erwärmt sich und schmilzt, wodurch eine kurze Unterbrechung entsteht, die sich ausdehnt, weil der Draht nicht sofort abkühlt. Wenn die Unterbrechung klein ist, können Sie einen Lichtbogen erhalten (insbesondere wenn die Last induktiv ist), der kurz danach erlischt, weil 1) der Momentanstrom Null erreicht (da dies Wechselstrom ist) und zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spannung wieder auf die Spitze zurückkehrt, Der Spalt ist groß genug für einen Bogen.

Je höher die Spannung, desto größer muss der Spalt sein. Die Verwendung einer Sicherung mit höherer Spannung ist jedoch kein Problem.

Stellen Sie sich vor, Sie verwenden eine kleine 250-V-Sicherung mit z. B. 10 kV, die sich über die gesamte Sicherung erstreckt.

Was die Leistung anbelangt, bei der die Sicherung durchbrennt, ist sie im Vergleich zur Leistung des Systems winzig, impliziert jedoch eine Begrenzung, wie niedrig die Spannung des Systems sein kann. Wenn die Sicherung einen Widerstand von 0,237 Ohm und einen Strom von 1 A hat, fällt sie auf 0,237 V ab. Wenn Ihr System also mit einer ähnlichen Spannung betrieben wird, treten Probleme auf.

Eine einfache Antwort ist, dass sich bewegende Elektronen spannungsunabhängig Wärme erzeugen. Die Spannung spielt bei dieser Wärmeerzeugung keine Rolle, sie ist unabhängig von der Spannung gleich. Ein Verstärker erzeugt die gleiche Wärmemenge, da die Elektronen durch die Luft reiben. Ein Ampere Gleichstrom entspricht also der gleichen Wärmemenge wie ein Ampere Effektivwert.

1 A Gleichstrom erzeugt immer noch die gleiche Wärmemenge wie 1 A Wechselstrom. 1 Ampere Wechselstrom erzeugt unabhängig von der Spannung die gleiche Wärmemenge. Verwechseln Sie Wärme nicht mit Stromverbrauch, der in den Bereich des Spannungsabfalls fallen würde, z. B. über eine Last, ob die Last absichtlich ist oder nicht, wie z