چگونه یک فیوز مناسب انتخاب کنیم؟

چگونه یک فیوز مناسب انتخاب کنیم؟
یک قاعده سرانگشتی برای انتخاب فیوز این است که توان دستگاه مورد نظری را که می خواهیم از آن محافظت کنیم، بر ولتاژ کاری آن تقسیم کرده و جریان آن را به دست آوریم، سپس این مقدار را در 1٫25 ضرب کنیم.

مراحل انتخاب فیوز به صورت زیر است:

• یک فیوز را بسته به کاربرد مورد نظر انتخاب کنید؛ مثلاً فیوزهای دارای تأخیر برای بارهای سلفی و فیوزهای قطع سریع برای بارهای مقاومتی.
• توان (وات) وسیله را یادداشت کنید.
• ولتاژ کاری دستگاه را ثبت کنید. برای محافظت مناسب دستگاه، ولتاژ فیوز باید بزرگ تر از ولتاژ مدار باشد.
• جریان را از تقسیم توان بر ولتاژ به دست آورید. چون فیوزها دارای جریان های نامی مشخصی هستند، اولین فیوز بزرگ تر از مقدار محسبه شده را انتخاب کنید. برای مثال، اگر جریان 8٫659 را به دست آورده اید، باید یک فیوز 9 آمپری انتخاب کنید.

مشخصات فیوزها:
فیوزها مشخصه های مهمی در سیستم های الکتریکی و الکترونیکی دارند که برخی از آن ها به صورت زیر هستند:

• جریان نامی: جریانی است که به طور مداوم حداکثر جریان را از خود عبور می دهد، بدون اینکه سیم فیوز ذوب شود. این جریان، ظرفیت حمل جریان است که برحسب آمپر اندازه گیری می شود. این مشخصه، یک ویژگی حرارتی است.
• ولتاژ نامی: کوچک ترین مقدار ولتاژهای نامی اجزای فیوز، یعنی نگهدار فیوز و رابط فیوز است.
• I2t: این ویژگی به عنوان نقطه ذوب در فیوز شناخته می شود و مقداری انرژی است که هنگام رخ دادن خطا یا اتصال کوتاه از المنت فیوز می گذرد. این انرژی، انرژی گرمایی است و زمانی اندازه گیری می شود که فیوز می سوزد.
• ظرفیت قطع: حداکثر جریانی است که بدون قطع فیوز می تواند از آن عبور کند.
• افت ولتاژ: هنگامی که جریان بیش از حد از فیوز عبور کند، المنت فیوز ذوب شده و مدار را باز می کند. در نتیجه این عمل، مقاومت تغییر کرده افت ولتاژ کمتر خواهد شد.
• دما: هرچه دمای کاری بالاتر باشد، جریان نامی کمتر بوده و بنابراین فیوز زودتر ذوب می شود.

انواع فیوزها:
فیوزها ابتدا توسط «توماس آلوا ادیسون» (Thomas Alva Edison) اختراع شدند، اما امروزه انواع زیادی از فیوزها در بازار موجود هستند. در این بخش، درباره دسته های مختلف فیوزها بحث می کنیم.

فیوزها به دو دسته فیوزهای DC و AC تقسیم می شوند:

فیوز DC:
فیوزهای DC اندازه بزرگ تری دارند. منبع تغذیه DC دارای ولتاژ ثابتی بالاتر از صفر ولت است و به همین دلیل قطع کردن مدار به دلیل امکان رخ دادن آرک بین سیم های ذوب شده کار دشواری است.

برای غلبه بر این مشکل، الکترودها در فاصله دورتری از هم قرار می گیرند و به همین دلیل است که اندازه این فیوزها بزرگ تر می شود.

فیوز AC:
فیوزهای AC اندازه کوچک تری دارند. این فیوزها در هر ثانیه 50 تا 60 بار از مینیمم تا ماکزیمم جریان نوسان می کنند. بنابراین، امکان آرک زدن بین سیم های ذوب شده کم است. به همین دلیل، آن ها را در اندازه های کوچک تری می سازند.

فیوزهای AC، خود در دو دسته فیوزهای فشارضعیف و فیوزهای فشارقوی دسته بندی می شوند.

فیوزهای فشار ضعیف:
«فیوز فشارضعیف» (Low Voltage Fuse) یا LV انواعی دارد که به شرح زیر هستند:

فیوزهای کارتریج یا فشنگی:
این نوع فیوزها درون یک محفظه کاملاً بسته قرار دارند و کنتاکت های آن ها در دو سمت است. این فیوز از فشنگی، پایه فیوز، درپوش و حلقه آداپتور تشکیل شده است.

پایه فیوز دارای درپوش است که با کارتریج از طریق حلقه آداپتور وصل شده است. مدار هنگامی کامل می شود که نوک فشنگ با هادی ارتباط برقرار کند.

فیوزهای فشنگی خود به دو دسته تقسیم می شوند:

فیوز فشنگی نوع D:
این فیوز از فشنگ، پایه فیوز، درپوش و حلقه آداپتور تشکیل شده است. پایه فیوز دارای درپوش است که با کارتریج از طریق حلقه آداپتور وصل شده است. مدار هنگامی کامل می شود که نوک فشنگ با هادی ارتباط برقرار کند.

فیوز با ظرفیت قطع کنندگی بالا (HRC):
جریان گذرنده از المنت این نوع فیوز، کمتر از شرایط عادی است. برای کنترل قوس تولید شده، فیوز از چینی، نقره و سرامیک ساخته می شود.

در این فوع فیوز، محفظه المنت پر از ماسه سیلیسی است و اگر در مدت مشخصی جریان را عبور دهد دیگر نمی پرد.

فیوز HRC خود به دو دسته تقسیم می شود:
فیوز تیغه ای که بدنه آن از پلاستیک ساخته شده و به راحتی در مدار بدون بار قابل تعویض است و فیوز پیچی که پایه آن رسانا است و با چرخاندن در نگهدار محکم می شود.

فیوزهای قابل بازنشانی (Resettable Fuses):
این نوع فیوزها، به عنوان فیوز خودبازنشان شناخته می شوند و در آن ها یک ترمیستور نوع هدایتی ترموپلاستیک به کار می رود که به عنوان ترمیستور پلیمری با ضریب حرارتی مثبت (PPTC) شناخته می شود.

اگر خطایی رخ دهد، جریان و دما افزایش می یابند. افزایش مقاومت به دلیل افزایش دما است. این فیوزها در صنایع نظامی و هوافضا مورد استفاده قرار می گیرند که جایگزینی امکان پذیر نیست.

فیوزهای فشار قوی:
فیوزهای فشار قوی در محدوده ولتاژ کاری 1٫5 تا 138 کیلوولت موجود هستند. این فیوزها برای محافظت از ترانسفورماتورهای ابزار دقیق و ترانسفورماتورهای کوچک به کار می روند. جنس آن ها معمولاً نقره، مس و قلع است.

وقتی گرما تولید می شود، آرک به وجود می آید که خود موجب می شود اسید بوریک واکنش داده و مقدار زیادی گازها تولید شود. به همین دلیل است که این فیوزها در فضای باز مورد استفاده قرار می گیرند.

این فیوزها سه نوع اصلی دارند:

فیوزهای HRC نوع فشنگی:
این نوع فیوزها مشابه نوع فشارضعیف هستند و تنها در برخی ویژگی های طراحی با هم تفاوت هایی دارند

فیوزهای HRC نوع مایع:
این فیوزها در مدارهایی مورد استفاده قرار می گیرند که جریان آن ها تا 100 آمپر و 132 کیلوولت است. این فیوزها دارای لوله شیشه ای مملو از تتراکلرید کربن هستند.

یک انتهای لوله بسته شده و انتهای دیگر توسط سیم برنز فسفر ثابت می شود. با شروع کار فیوز، مایع موجود در فیوز آرک را خاموش می کند. این موضوع باعث افزایش ظرفیت اتصال کوتاه می شود.

فیوزهای HRC اکسپلوژن:
نوع این نوع فیوزها از آنجایی که ارزان هستند، به منظور محافظت از منابع تغذیه و ترانسفورماتورها کاربرد فراوانی دارند. این فیوزها برای ولتاژ 11 کیلوولت طراحی شده اند. در این فیوزها، محفظه از اسید بوریک پر شده و اثر فرار گاز توسط قوس داخلی ایجاد می شود.

کاربرد فیوزها:
فیوزها از مهم ترین بخش های یک سیستم و مدار الکتریکی و الکترونیکی هستند. تعدادی از کاربردهای فیوزها به شرح زیر است:

• در تابلو برق های مسکونی، دستگاه ها و لوازم الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند.
• در کنسول های بازی و خودروها به کار می روند.
• در لپ تاپ ها، تلفن های همراه، چاپگرها، اسکنرها، وسایل الکتریکی قابل حمل، هارد دیسک ها و… استفاده می شوند.
• در سیستم توزیع برق، فیوزها در خازن ها، ترانسفورماتورها، مبدل های قدرت، استارتر موتورها و ترانسفوماتورهای قدرت به کار می روند.
• در مانیتورهای LCD، پک های باتری و… نیز مورد استفاده قرار می گیرند.