فیوز برق چیست و چگونه کار می کند؟

بسیاری از قطعات الکتریکی در خانه شما ایمنی خود را مدیون فیوز هستند.

هر زمان که برق شدیدی را تجربه می‌کنید اما هنوز متوجه می‌شوید که سوکت داخلی شما به زمین نسوخته است، فیوز، در صورت استفاده، مؤلفه‌ای است که اطمینان می‌دهد که این مورد است.

فیوز چیست و چگونه کار می کند؟

راهنمای ما سعی می‌کند امروز به این سؤالات پاسخ دهد، زیرا همه چیزهایی را که در مورد یکی از آنها باید بدانید، از جمله انواع مختلف و تفاوت فیوز با قطع کننده مدار ارائه می‌کنیم.

بریم به کسب و کار برسیم.

فیوز چیست؟

فیوز الکتریکی وسیله ای کوچک با نوار نازک رسانا است که از خانه ها و وسایل الکتریکی در برابر نوسانات بیش از حد برق محافظت می کند. این یک وسیله محافظ الکتریکی است که وقتی جریان جریان از مقدار توصیه شده بیشتر شود، برق یک ابزار یا سیستم الکتریکی را قطع می کند.

الکتریسیته فقط عنصری نیست که برای ما خطر شوک الکتریکی ایجاد کند. همانطور که انسان ها حداکثر مقدار ولتاژی دارند که می تواند بدون هیچ گونه مرگ و میر از بدن عبور کند، دستگاه ها و سیستم های الکتریکی شما معمولاً دارای رتبه بندی جریان و ولتاژ خاص خود هستند. 

هنگامی که منبع تغذیه از این محدودیت ها فراتر رود، سیستم های الکتریکی شما ضربه مهلکی را وارد می کنند. در خانه ها و مشاغل، این به معنای صرف هزینه های زیادی برای تعمیر یا حتی تعویض دستگاه ها و لوازم گران قیمت است. 

گاهی اوقات چنین موجی که هیچ حفاظتی وجود ندارد حتی می تواند باعث آتش سوزی شود و برای شخص بسیار خطرناک باشد. برای محافظت در برابر اثرات نامطلوب جریان بیش از حد، یک فیوز وارد عمل می شود.

فیوز چه کار می کند؟

برای محافظت در برابر نوسانات برق، یک نوار رسانای نازک در فیوز ذوب می شود و مدار را می شکند. بدین ترتیب جریان الکتریسیته به سایر اجزای مدار قطع می شود و این قطعات از سوختن نجات پیدا می کنند. فیوز به عنوان قربانی برای محافظت در برابر جریان بیش از حد استفاده می شود. 

هادی نازک یک سیم یا عنصر داخلی است که از روی، مس یا آلومینیوم و همچنین سایر فلزات قابل پیش بینی ساخته شده است.

فیوز به صورت سری در مدار نصب می شود تا تمام جریان از آن عبور کند. در خود فیوز، سیم ها بین دو ترمینال نصب می شوند و در دو انتها با پایانه ها تماس می گیرند. 

فیوزها علاوه بر سوختن به دلیل منبع تغذیه اضافی، در هنگام اتصال کوتاه یا خطای زمین نیز منفجر می شوند.

خطای زمین زمانی رخ می دهد که یک هادی خارجی در مدار وجود داشته باشد که به عنوان زمین متناوب عمل می کند.

این اتصال کوتاه می تواند توسط دست انسان یا هر جسم فلزی که با سیم برق تماس می گیرد ایجاد شود. فیوز الکتریکی که برای این کار طراحی شده است نیز منفجر یا ذوب می شود.

پیدا کردن اینکه آیا فیوز منفجر شده است نسبتا آسان است. می توانید انواع شفاف را به صورت بصری بررسی کنید تا ببینید آیا سیم شکسته، ذوب شده یا سوخته است.

همچنین می توانید از مولتی متر برای بررسی تداوم فیوز استفاده کنید. این دقیق ترین روش تشخیصی است.

مشخصات فیوزهای برق

فیوزها در طرح های مختلف و با درجه بندی های مختلف عرضه می شوند. درجه فیوز حداکثر مقدار جریان یا ولتاژی است که می تواند قبل از ذوب شدن از سیم فلزی نازک آن عبور کند.

این امتیاز معمولاً 10٪ کمتر از امتیاز دستگاهی است که فیوز محافظت می کند، بنابراین محافظت کافی است.

همچنین یک فیوز بسته به نوع فیوز می تواند ظرفیت شکست متفاوت و زمان کار متفاوتی داشته باشد.

رتبه بندی فعلی

جریان نامی حداکثر جریانی است که فیوز برای آن نام گذاری شده است. هر مقدار جزئی بیش از این امتیاز منجر به فرسودگی سیم می شود.

با این حال، این رتبه‌بندی همیشه همراه با رتبه‌بندی ولتاژ و رتبه‌بندی زمان سفر استفاده می‌شود که به مداری که فیوز در آن استفاده می‌شود بستگی دارد. 

سطح ولتاژ

مانند درجه جریان، درجه ولتاژ یک فیوز حداکثر ولتاژی است که نوار فلزی می تواند تحمل کند. با این حال، هنگام تعیین این رتبه، معمولاً بالاتر از ولتاژ تغذیه از منبع تنظیم می شود.

این امر به ویژه زمانی مهم است که چندین دستگاه در سیستم الکتریکی از جریان نامی یکسان اما ولتاژ نامی متفاوت استفاده می کنند. ولتاژ نامی معمولاً روی حداکثر ولتاژ مطمئن تنظیم می شود. 

به همین دلیل، انواع ولتاژ متوسط ​​در مدارها یا سیستم های ولتاژ پایین استفاده نمی شود تا حفاظت مطمئن قطعات را فراهم کنند. 

زمان پاسخگویی

زمان فیوز تاخیر قبل از سوختن نوار فلزی است. این زمان پاسخ نزدیک به رتبه بندی فعلی است تا بیشترین محافظت را فراهم کند. 

به عنوان مثال، فیوزهای استاندارد نیاز به یک منبع تغذیه دو برابر توان آنها دارند تا در یک ثانیه منفجر شوند، در حالی که فیوزهای سریع با همان درجه و قدرت می توانند در 0.1 ثانیه منفجر شوند. فیوز تاخیر زمانی برق را پس از بیش از 10 ثانیه قطع می کند. 

انتخاب آنها به حساسیت و ویژگی های دستگاه محافظت شده بستگی دارد.

فیوزهای سریع الاثر در کاربردهایی با قطعاتی استفاده می شود که به کوچکترین نوسانات جریان بسیار حساس هستند، در حالی که فیوزهای کند اثر یا تاخیری در موتورهایی استفاده می شود که قطعات معمولاً جریان بیشتری از حد معمول برای چند ثانیه می گیرند. 

قدرت شکستن

ظرفیت شکستن فیوز امتیازی است که در نسخه های با ظرفیت شکست بالا (HRC) استفاده می شود. فیوزهای HRC اجازه می دهند که جریان اضافه برای مدتی با انتظار کاهش آن عبور کند. سپس اگر این انقباض رخ ندهد، می شکنند یا ذوب می شوند. 

ممکن است به درستی حدس زده باشید که این مربوط به انواع تاخیر زمانی است و نقطه شکست به سادگی حداکثر جریان مجاز در این زمان تاخیر کوتاه است. 

زمانی که به زمان تاخیر نامی نرسیده، اما از استحکام کششی فراتر رفت، فیوز منفجر یا ذوب می‌شود. این یک نوع محافظت مضاعف است. در این راستا می توان از فیوزهای HRC به عنوان فیوزهای با ظرفیت شکست بالا (HBC) نیز یاد کرد.

همچنین فیوزهای HRC ولتاژ بالا در مدارهای الکتریکی ولتاژ بالا و فیوزهای ولتاژ پایین HRC در سیستم های توزیع ولتاژ پایین استفاده می شوند. این فیوزهای ولتاژ پایین HRC معمولاً بزرگتر از فیوزهای معمولی هستند.

طراحی فیوز

به طور کلی، درجه بندی فیوز استحکام و طراحی آن را تعیین می کند. به عنوان مثال، در فیوزهای توان بالا ممکن است چندین نوار یا سیم فلزی پیدا کنید، در حالی که برخی فیوزهای دیگر از میله های فولادی برای حمایت از نوار از تاب برداشتن استفاده می کنند.

برخی از مواد برای کنترل شکافتن فلز استفاده می‌کنند و همچنین سیم‌های روبانی را می‌بینید که شبیه فنر هستند تا فرآیند شکافتن را تسریع کنند. 

تاریخچه فیوز

تاریخچه فیوز به سال 1864 برمی گردد. پس از آن بود که Breguet پیشنهاد استفاده از یک دستگاه رسانا در سایت را برای محافظت از ایستگاه های تلگراف در برابر برخورد صاعقه داد. سپس برای این منظور سیم های رسانای زیادی ایجاد شد که دقیقاً مانند فیوز عمل می کردند. 

با این حال، تا سال 1890 بود که توماس ادیسون اختراع استفاده از فیوز در سیستم های توزیع برق را برای محافظت از خانه ها در برابر این موج عظیم جریان به ثبت رساند. 

انواع فیوز چیست؟

به طور کلی فیوزها دو دسته هستند. اینها فیوزهای AC و فیوزهای DC هستند. درک تفاوت بین این دو کار دشواری نیست.

فیوزهای AC فقط با AC کار می کنند در حالی که فیوزهای DC با DC کار می کنند. با این حال، یک تفاوت مهم بین این دو این است که ممکن است متوجه شوید که فیوزهای DC کمی بزرگتر از فیوزهای AC هستند.

حال این دو دسته فیوز به فیوزهای فشار ضعیف و فیوز فشار قوی تقسیم می شوند. سپس گزینه های فیوز خاص تر به این دو گروه اختصاص داده می شود.

فیوزهای ولتاژ پایین

فیوزهای ولتاژ پایین فیوزهایی هستند که با درجه ولتاژ پایین کار می کنند. آنها را می توان به پنج نوع تقسیم کرد. فیوز کارتریج، فیوز پلاگین، فیوز ضربه ای، فیوز تعویض و فیوز خروجی.

• فیوزهای برق قابل تعویض فیوزهای قابل تعویض به طور گسترده در سیستم های توزیع برق در منازل و ادارات استفاده می شود. اینها معمولاً فیوزهایی با روکش چینی با دسته هستند که با پایه فیوز کار می کنند. آنها همچنین دارای دو پایانه تیغه ای برای دریافت و تخلیه الکتریسیته در مدار هستند، درست مانند طراحی فیوزهای معمولی.

فیوزهای قابل جداسازی به دلیل سهولت در اتصال و جداسازی آنها از پایه در محیط های خانگی و اداری مورد استفاده قرار می گیرند. 

• فیوزهای کارتریج: فیوزهایی هستند که تمام اجزای آن کاملاً در یک محفظه محصور شده اند و فقط پایانه های مدار در معرض دید قرار دارند. فیوزهای کارتریج اشکال مختلفی دارند و کاربردهای مختلفی دارند.

فیوزهای کارتریج نوع D به شکل بطری هستند و بیشتر در لوازم خانگی کوچک یافت می شوند. آنها معمولاً در یک محفظه سرامیکی با انتهای فلزی قرار می گیرند تا جریان الکتریسیته را هدایت کنند.

فیوزها فیوزهای HRC با ولتاژ پایین هستند، در حالی که فیوزهای تیغه ای را می توان به راحتی تعویض کرد، مانند فیوزهای قابل اتصال مجدد، اما در عوض با پلاستیک پوشانده شده اند. فیوزهای تیغه ای معمولاً در خودروها استفاده می شوند.

• فیوز ضربه‌گیر برقی: فیوز ضربه‌گیر از نوار ذوب نازک استفاده نمی‌کند. در عوض، یک پین تماسی را بیرون می‌کشد تا مدار را قطع کند و همچنین به عنوان یک نشانه بصری خارجی برای تعیین اینکه آیا فیوز منفجر شده است، عمل می‌کند.
• فیوزهای سوئیچینگ: فیوزهایی هستند که در سیستم های فشار ضعیف با کلیدهای خارجی استفاده می شوند و می توان از آنها برای بستن یا باز کردن مسیر جریان استفاده کرد. 
• فیوزهای کشویی: فیوزهای کشویی یک نوار مذاب را از زیر بیرون می کنند و معمولاً در سیستم های تعلیق ترانسفورماتورهای ولتاژ پایین یافت می شوند. 

فیوزهای فشار قوی

فیوزهای فشار قوی انواع مختلفی دارند. فیوزهای ولتاژ بالای مایع HRC وجود دارند که از مایعات برای خاموش کردن قوس استفاده می کنند.

ما همچنین فیوزهای فشاری داریم که از اسید بوریک برای وقفه در فرآیند استفاده می کنند و فیوزهای HRC از نوع کارتریج که مانند همتایان ولتاژ پایین خود کار می کنند. 

در کجا باید از فیوز استفاده کرد؟

فیوزها معمولاً در سیستم های AC کوچک و بزرگ با ترانسفورماتور استفاده می شوند. فیوزهای فشار قوی با درجه جریان بالا در ترانسفورماتورهای سیستم قدرت که تا 115,000 ولت کار می کنند استفاده می شود. 

فیوزهای ولتاژ پایین و متوسط ​​برای محافظت از سیستم های ترانسفورماتور کوچک الکتریکی استفاده می شود. از جمله اینها می توان به سیستم های تلویزیون، یخچال و رایانه اشاره کرد. 

همچنین چه امکان نصب فیوز در هر نقطه از مدار وجود داشته باشد یا خیر، بهتر است آن را در ابتدای سیستم نصب کنید. به همین دلیل است که فیوزهایی را می بینید که روی دوشاخه های لوازم خانگی یا جلوی نقطه اتصال اولیه ترانسفورماتور نصب شده اند.

فیوز بلوک چیست؟

جعبه فیوز هاب ها در سیستم های الکتریکی هستند که چندین فیوز را در خود جای داده اند که از قسمت های مختلف خانه یا محل کار شما محافظت می کنند. اگر یکی از دستگاه های شما مجهز به فیوز داخلی نباشد، آنها به عنوان فرم پیش فرض محافظت از نوسانات استفاده می کنند. 

شما معمولاً جعبه های فیوز را می بینید که به آن ها پنل سوئیچ یا جعبه اتصال می گویند، اما همه آنها عملکرد یکسانی دارند. آنها شش تا دوازده فیوز دارای رتبه بندی جداگانه دارند. 

اگرچه جعبه فیوزهای قدیمی مسکونی تنها 60 آمپر بودند، اما امروزه شاهد جعبه فیوزهایی با توان کل 200 آمپر هستیم. این مجموع امتیازهای تمام فیوزهای جداگانه در جعبه است.

در حال حاضر، جعبه فیوز اغلب با جعبه قطع کننده مدار اشتباه گرفته می شود.

تفاوت فیوزها با کلیدهای مدار

کلیدهای مدار همان عملکرد فیوزهای الکتریکی را انجام می دهند. آنها با مسدود کردن مدار، از لوازم خانگی در برابر نوسانات برق محافظت می کنند. با این حال، نحوه انجام این دو دستگاه متفاوت است.

کلیدهای مدار به جای داشتن نوار ذوب شده یا اکسترود شده با کنتاکت های داخلی و سوئیچ های خارجی کار می کنند. کنتاکت های داخلی به طور معمول مدار را کامل می کنند، اما در حضور اضافه جریان جابه جا می شوند. کنترل خارجی کلید مدار کمک می کند تا کنتاکت ها و کلید مدار در حالت حفاظتی قرار گیرند. 

از اینجا می توانید ببینید که در حالی که فیوزها همیشه در هنگام منفجر شدن تعویض می شوند، می توان از قطع کننده های مدار بارها و بارها استفاده کرد. فقط باید آنها را ریست کنید. سپس جعبه های قطع کننده مدار شامل بسیاری از این سوئیچ ها به جای فیوز هستند. 

زمان تعویض فیوز

اگر فیوز بر روی سیستم های برق توصیه شده نصب شود و هیچ نوسانی وجود نداشته باشد، می تواند یک عمر دوام بیاورد. زمانی که در محیط مرطوب یا مرطوبی که مستعد خوردگی است نصب نشده باشد، این حالت مشابه است.

با این حال، همیشه باید فیوزها را بعد از 20-30 سال استفاده تعویض کنید. این طول عمر عادی آنهاست.

فیلم راهنما

فیوز الکتریکی چیست و چگونه کار می کند

نتیجه

استفاده از وسایل بدون فیوز برق یا داشتن خانه بدون جعبه فیوز برقی، منادی بلایای برق و آتش سوزی است. همیشه از نصب فیوز صحیح در سیستم ها یا مدارهای الکتریکی اطمینان حاصل کنید و در صورت سوختن حتما آن را تعویض کنید.

پرسش های متداول

فیوز برای چه استفاده می شود؟

فیوز برای محافظت از مدارها در برابر نوسانات برق یا خطاهای زمین استفاده می شود. دارای یک نوار فلزی داخلی است که می شکند یا می سوزد تا مسیر جریان را قطع کند و جریان برق را قطع کند.

آیا فیوز جریان را کاهش می دهد؟

فقط فیوزهای محدود کننده جریان، جریان را کاهش می دهند که یک موج برق در مدار اتفاق بیفتد. برخی دیگر جریان را در مدارها کاهش نمی دهند، اما به طور کامل از جریان آن جلوگیری می کنند.