Comment un fusible saute-t-il à sa valeur nominale, quelle que soit la tension?

Je sais en lisant ailleurs qu'il est sûr d'utiliser un fusible avec une tension nominale plus élevée lors du remplacement d'un, tant que la puissance nominale et la vitesse de réaction sont les mêmes.

Par exemple, si un fusible est évalué 125V 1A, alors un 250V 1Apeut être utilisé.

Disons que ces deux exemples de fusibles ont une résistance de 0,153 et 0,237 ohms, respectivement. (Type de cartouche à action rapide Littelfuse 5x20 mm.)

Est-il donc juste de dire que le 125V 1Afusible devrait en théorie souffler à 153 mW et le 250V 1Afusible sauter à 237 mW? (En utilisant )$P = I^2R$

Le courant nominal d'un fusible représente le courant soutenu minimum auquel le fusible soufflera ... éventuellement. Un fusible de 1 A prendra 1 A pendant très longtemps sans sauter, et si le fusible peut décharger de la chaleur dans le PCB ou avoir un flux d'air à travers, il ne peut jamais sauter à 1 A.

Le paramètre critique est la cote , qui vous donne une idée de l' énergie (puissance et temps) nécessaire pour le souffler. (N'oubliez pas que les fusibles sont vraiment destinés à protéger les circuits en cas de pannes catastrophiques.)$I^2 \cdot t$

Il est extrêmement important de faire correspondre les classifications , car si vous remplacez un fusible à action rapide par un type à fusion lente, même s'ils pensaient tous les deux 1A, il faudra des niveaux d'énergie radicalement différents pour les faire sauter.$I^2 \cdot t$

Lorsque le fusible est intact, vous n'avez qu'une chute de tension à travers. Cette baisse ne sera nulle part proche de la tension nominale du fusible (sinon elle agit comme une grosse résistance et limite l'énergie disponible pour votre circuit.) Une fois que le fusible saute, la tension nominale entre en jeu, ce qui représente la tension potentiel que le fusible ouvert peut supporter sans éclater et réactiver le circuit de charge compromis.$I \cdot R$

Il existe déjà d'excellentes réponses à cette question, mais j'aborderais la réponse légèrement différemment. Considérez le circuit ci-dessous.

En fonctionnement normal (c.-à-d. Fusible non grillé), V _f est I _L * R, où R est la résistance intrinsèque du fusible. Le courant, I _L , traverse le fusible et la charge. La tension aux bornes de la charge, V _L = V _B - V _f , où V _B >> V _f . La majorité de la tension est perdue par la charge, et seule une petite quantité est tombée par le fusible.

Comme indiqué par d'autres, la puissance dissipée dans le fusible est I _L ² R. À un certain niveau de dissipation, le fusible s'ouvre. Lorsque le fusible s'ouvre, un arc se forme qui brûle davantage le matériau du fusible. Au cours de ce processus, V _f commencera par être I _L * R (comme défini ci-dessus), mais deviendra V _B lorsque I _L tombera à zéro et que le fusible s'ouvrira complètement. À la fin de l'événement d'effacement, tout V _B apparaît à travers V _f et le flux de courant s'arrête complètement.

La tension nominale (et la spécification AC / DC) du fusible n'entre en jeu qu'après ouverture du fusible. Un fusible avec une tension nominale inadéquate peut ne pas pouvoir éteindre l'arc résultant, entraînant une défaillance rapide du fusible. De même, un fusible ou un disjoncteur conçu pour être utilisé avec du courant alternatif dépendra probablement d'un passage à zéro pour éteindre l'arc, où les fusibles classés CC (en particulier les fusibles CC haute tension) sont souvent étroitement emballés avec du sable ou d'autres matériaux d'extinction d'arc afin de empêcher la puissance dissipée dans l'arc (théoriquement jusqu'à V _B * I _L ) de détruire le fusible de manière catastrophique et garantir que le courant ne continue pas à circuler via un arc continu (c.-à-d. que le fusible saute mais que le courant continue à circuler via le plasma entre les fusibles) internes).

Si le fusible ne saute jamais, la tension nominale du fusible n'a pas d'importance. Au moment où il souffle, la valeur nominale actuelle cesse d'être importante et vous saurez rapidement si vous avez spécifié le fusible de tension approprié pour votre application.

Le fusible "voit" en grande partie seulement son propre environnement. Le fil du fusible fond lorsque l'apport thermique net est suffisant pour provoquer une élévation de température suffisante pour faire fondre le fil ou tout autre élément fusible.

Pour obtenir une dissipation d'énergie locale, vous avez besoin d'une chute de tension aux bornes du fusible.
Puissance = I ^ 2 x R = V ^ 2 / R = V x I
Tous ces éléments sont équivalents ici.
Le premier concerne la résistance au courant transporté et aux fusibles.
Le 2e concerne la chute de tension aux bornes du fusible et la résistance du fusible.
Le 3ème concerne la chute de tension aux bornes du fusible x le courant transporté.

L'apport thermique net est l'énergie dissipée - énergie rayonnée par le temps.

Voici un moteur de recherche de fusibles . les paramètres spécifiques (principalement le courant de fusion ici) recherchent les fusibles. Lire la valeur de résistance. Quelques exemples ici

Deux exemples:

100 mA: Un temporisateur FRS-R-1/10 600 V 0,1 A Mersen Class RK5 600V a une résistance d'environ 90 milli-Ohms. V = IR = 0,1 x 0,09 ~ = 10 mV!
Puissance = I ^ 2 x R = ~ 1 mW !!!

10 A: A 9F57CAA010 Le fusible de coupure d'huile 10 A Mersen a une résistance d'environ 10 milli-ohms.
Chute de tension = IR = 10 x 0,010 = 0,1 V
Puissance = I ^ 2 R = 10 ^ 2 x 0,01 = 1 Watt!

Lorsqu'un fusible saute, il interrompt un courant (dans certains cas assez important). Le fusible ne passe pas instantanément de "normal" à "complètement grillé" - le fil se réchauffe et fond, créant une courte coupure qui se dilate car le fil ne refroidit pas immédiatement. Lorsque la coupure est faible, vous pouvez obtenir un arc (surtout si la charge est inductive), qui s'éteint peu de temps après parce que 1) le courant instantané atteint zéro (puisque c'est AC) et au moment où la tension revient à son maximum, l'espace est suffisamment large pour un arc.

Donc, plus la tension est élevée, plus l'écart doit être large. Cependant, l'utilisation d'un fusible à tension plus élevée n'est pas un problème.

Imaginez que vous utilisiez le petit fusible 250 V avec, disons, 10 kV - il arquerait sur tout le fusible.

Quant à la puissance à laquelle le fusible saute - elle est minuscule par rapport à la puissance du système, mais elle implique une limite sur la faible tension du système. Si le fusible a une résistance de 0,237 ohm et un courant de 1 A, il chute de 0,237 V, donc si votre système fonctionne sur une tension similaire, vous aurez des problèmes.

La réponse simple est que les électrons en mouvement produisent de la chaleur indépendamment de la tension. La tension n'a pas d'importance dans cette production de chaleur, elle est la même quelle que soit la tension. Un ampli produit la même quantité de chaleur en raison du frottement des électrons qui rebondissent. Par conséquent, un ampère de courant continu correspond à la même quantité de chaleur qu'un ampère ACamp efficace.

1 ampère CC produit toujours la même quantité de chaleur que 1 ampère efficace CA. 1 ampère CA, quelle que soit la tension, produit la même quantité de chaleur. Ne confondez pas la chaleur avec la consommation d'énergie qui tomberait dans le domaine de la chute de tension, comme à travers une charge, que cette charge soit intentionnelle ou non comme vd sur les fils de transmission ou les circuits de dérivation S