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保险丝(fuse)也被称为电流保险丝,IEC127标准将它定义为"熔断体(fuse-link)"。其主要是起过载保护作用。电路中正确安置保险丝,保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和热度的时候,自身熔断切断电流,保护了电路安全运行。 那为什么在像bm-235和bmr 786这样的仪表上,60或6000计数表或60 000计数表,量程为600毫安时,保险丝已经熔断了?因为提供的保险丝并没有600毫安,而实际上是400毫安。 图(1) 是的,这些所提供的保险丝实际上只有400毫安 图(2) 保险丝上面标的:HV620 400mA 1000VAC/DC。 现在,请确保您要更换的是万用表上的保险丝,并确保额定电压600伏。如果实际上是600毫安范围,那么如果您实际放置600会发生什么情况? 图(3) 通过读取图(3)仪表中的数值,可以看到目前有400毫安电流通过,而我只用了一个保险丝,但是保险丝并没有熔断,因为保险丝的额定值是400毫安,额定值不是实际跳闸的值,而是维持当前状态继续工作的额定值,让400毫安电流通过保险丝,它是不会被熔断的,只有当它超过400毫安时,它才会开始熔断。 让我们看一下astm保险丝的数据表: 图(4) 图(4)中HV620.0.4的额定电压1000伏,400毫安的工作量,而实际中400毫安的电压降是很大的。你了解负担电压的吗?负担电压就是让最大电流的电流通过,然后通过最大电流值获得最大的负担电压值。实际上,他们并没有给你实际跳闸电流,但给了额定电流保持当前状态的电流,这里又有一个神秘的数字,被称为“融化”热能,它是以电流的平方乘以t得到的,这个t是一个时间单位,就是熔断保险丝所需的基本热能。 现在,你可以用你知道的400毫安,计算一下融化保险丝所需的时间。但这并不能真正算出融化所花费的时间,所以出于实际目的,也更具学术性,那就必须看一下特性曲线,如下图(5): 图(5) 所以您可以看到这些时间与电流曲线,不要担心,这是熔断器制造商都会为您提供的资料,您只需要查看实际的各个特定曲线。不幸的是,这个特性曲线表里看不到400毫安特性曲线,但是可以看到500和315毫安特性曲线,在它俩中间应该就是400毫安特性曲线。但是实际上,这是不正确的,因为在400的情况下,它会超出规模,所以我们可以实际测量一下这个温度,因为它在工作的时候,温度会慢慢上升,实际上图(3)那个保险丝已经在工作了,但是我不知道它工作了10分钟?还是15分钟? 图(6) 现在它的温度可能是37度,接着它会产生更多的热量,而这些热量是要散发出去的,但是我已经关闭了空调,保险丝产生的热量就会通过金属保险丝触点消散,并进入印制电路板之类的东西。 无论如何,可以肯定的是保险丝最终被熔断,但根据数据表,这将需要很长时间,并且还有制造公差,就像典型的曲线,它们不会绝对保证一样,或者我们期望在600毫安时会发生什么?所以我们正在计时,100秒、200秒、300秒,在介于300至400秒之间,保险丝在600毫安的电流下被熔断了。 从数据表来看,它确实具有重要意义,但是实际测量的时间超过了所需的时间。 图(7) 因此,用足够的时间来度量您的当前值600毫安是最大值600毫安,保险丝足以保护您的仪表,使它最终会熔断,甚至可以肯定,如果如果电流更大,它会更快地熔断。 我们可以自己去买一个放大器,然后做个实验看一下,如果把保险丝放到一个放大器上,要熔断它大概需要几秒钟? 现在来聊聊保险丝的工作原理吧! 当电流流过导体时,因导体存在一定的电阻,所以导体将会发热。且发热量遵循着这个公式:Q=I2RT;其中Q是发热量,I是流过导体的电流,R是导体的电阻,T是电流流过导体的时间;依此公式我们不难看出保险丝的简单的工作原理了。当制作保险丝的材料及其形状确定了,其电阻R就相对确定了(若不考虑它的电阻温度系数)。当电流流过它时,它就会发热,随着时间的增加其发热量也在增加。电流与电阻的大小确定了产生热量的速度,保险丝的构造与其安装的状况确定了热量耗散的速度,若产生热量的速度小于热量耗散的速度时,保险丝是不会熔断的。若产生热量的速度等于热量耗散的速度时,在相当长的时间内它也不会熔断。若产生热量的速度大于热量耗散的速度时,那么产生的热量就会越来越多。又因为它有一定比热及质量,其热量的增加就会导致表现的温度升高,当温度升高到保险丝的熔点以上时保险丝就发生了熔断。这就是保险丝的工作原理。我们从这个原理中应该知道,您在设计制造保险丝时必须认真地研究您所选材料的物理特性,并确保它们有一致几何尺寸。因为这些因素对保险丝能否正常工作起了至关重要的作用。同样,您在使用它的时候,一定要正确地安装它。 那对于保险丝而言,它的基本组成包含哪些部分?一般保险丝由三个部分组成:一是熔体部分,它是保险丝的核心,熔断时起到切断电流的作用,同一类、同一规格保险丝的熔体,材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致,最重要的是熔断特性要一致,家用保险丝常用铅锑合金制成;二是电极部分,通常有两个,它是熔体与电路联接的重要部件,它必须有良好的导电性,不应产生明显的安装接触电阻;三是支架部分,保险丝的熔体一般都纤细柔软的,支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用,它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性,在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象。 图(8) 其实,关于保险丝的类型还有很多,上面我们介绍的只是保险丝中很常见的一种,感兴趣的朋友可以自己再好好研究一下其他类型的保险丝,关于保险丝就简单介绍到这来,希望对做项目和器件选型的朋友有所帮助。
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