Tại sao cầu chì có khả năng phá vỡ tối đa?

Wikipedia nói với tôi rằng khả năng ngắt là dòng điện tối đa có thể bị ngắt bởi cầu chì một cách an toàn. Tôi không hiểu tại sao, nếu một dòng điện nhỏ có thể thổi cầu chì, thì dòng điện lớn hơn không thể. Nếu dòng điện lớn hơn công suất phá vỡ sẽ gây ra hồ quang, tại sao một dòng điện nhỏ có cùng điện áp sẽ không?

fuses arc

— Mei sy
nguồn

Tôi nghĩ rằng nó có một cái gì đó để làm với công suất nhiệt của cầu chì, và không vũ trang, nhưng tôi không chắc chắn.

— Vladimir Cravero

Nếu bạn thêm đủ năng lượng nhiệt vào cầu chì đủ nhanh, nó có thể phát nổ về mặt vật lý và đẩy các hạt nóng theo mọi hướng. Thông thường điều này là không mong muốn. Công suất tỷ lệ thuận với I ^ 2. Vì vậy, tổng năng lượng có thể vượt khỏi tầm tay khá nhanh nếu dòng điện được tăng cường. Cầu chì được cơ quan phê duyệt sử dụng trong các ngân hàng pin trên thuyền thường được đánh giá là 10.000 Amps. Khi bạn nghĩ về nó, hy vọng ý tưởng ngắt dòng điện 10.000 Ampe gây ấn tượng với bạn trong một số thời trang. Xếp hạng ngắt cầu chì ít nhất phải lớn bằng dòng sự cố lớn nhất có thể.

— mkeith

Câu trả lời:

Để giải thích một chút về câu trả lời của Neil_UK ...

Ở mức quá tải khiêm tốn, dây cầu chì sẽ tan chảy ở điểm yếu nhất và phá vỡ dòng điện.

Khi quá tải lớn hơn, một vòng cung sẽ hình thành trên các đầu của dây bị đứt. Vòng cung này sẽ tồn tại cho đến khi nhiều dây bị tan chảy và khoảng cách quá dài để duy trì vòng cung.

Khi quá tải lớn, dây sẽ bốc hơi. Hơi kim loại sẽ hỗ trợ một vòng cung chạy toàn bộ chiều dài của cầu chì. Vòng cung này sẽ tồn tại cho đến khi một cái gì đó khác phá vỡ dòng điện, hoặc cầu chì nổ.

Cầu chì dòng điện cao thường được lấp đầy cát để giúp dập tắt hồ quang, và có thân gốm cứng, thay vì thủy tinh, để chống lại vụ nổ.

Phụ lục, sau một số ý kiến về câu hỏi và câu trả lời khác.

Lý tưởng nhất, cầu chì nên được đánh giá để phá vỡ dòng sự cố tiềm năng tối đa cho mạch mà nó bảo vệ. Đó là, dòng điện tối đa có thể chạy nếu bạn đặt một điểm chết ngắn qua đầu ra của cầu chì, có tính đến kích thước của máy biến áp cung cấp và tất cả hệ thống cáp trở lại máy biến áp đó.

Đôi khi điều đó không thực tế và bạn phải dựa vào các cầu chì ngược dòng thổi trong các trường hợp ngắn mạch cực đoan nhất. Điều đó có thể được chấp nhận nếu bạn biết rằng cầu chì ngược dòng sẽ thổi trước khi hạ nguồn bị hỏng một cách thảm khốc.

— Simon B
nguồn

Và ở một mức độ vật lý nào đó lớn hơn, do đó vòng cung sẽ phải trải qua một khoảng cách lớn hơn.

— vidarlo

Điều này cũng không phụ thuộc vào điện áp? Một vòng cung sẽ chỉ hình thành nếu điện áp đủ cao, không? Giả sử cầu chì được bao quanh bởi không khí chứ không phải chân không, vấn đề không thể được giải quyết đơn giản bằng cách làm cho cầu chì dài hơn, để một vòng cung không thể hình thành ở điện áp dự kiến?

— Vilx-

@ Vilx- Hiểu biết của tôi là điện áp tối thiểu (sự cố) là cần thiết để tạo thành một vòng cung trên một khoảng trống hiện có. Lý do là không khí là một chất cách điện và cần phải phân hủy trước bằng cách ion hóa các phần của không khí, cho phép nó đi vào trạng thái plasma (-> sáng) và trở nên dẫn điện. Trong trường hợp cầu chì nóng chảy, khe hở ban đầu rất nhỏ và do đó hầu như không cần điện áp. Ngoài ra, khoảng trống chứa đầy hơi kim loại (và có thể là không khí nóng), rất dẫn điện. Bây giờ vòng cung đã hình thành (mặc dù rất nhỏ), nó có thể mở rộng chiều dài của nó bằng cách làm bay hơi các cạnh. Không cần điện áp cao.

— Jonas Schäfer

@ Vilx- Vâng. Đó là lý do tại sao cầu chì cũng có mức điện áp tối đa - chẳng hạn như 250V đối với cầu chì hộp mực nhỏ 20mm.

— Simon B

chỉ cần thêm 2 xu: đối với cầu chì thủy tinh 5x20mm thông thường <10A @ 250V: Các loại công suất phá vỡ thấp, có công suất phá vỡ khoảng 10 lần so với dòng định mức. Các loại công suất phá vỡ cao có công suất phá vỡ 1500A thường. So với cầu chì HRC (Công suất cao) có công suất ngắt được chỉ định trên chính cầu chì, thường lớn hơn 80.000 A (> 80kA)

— Pau Coma Ramirez

Tôi không hiểu rằng nếu một dòng điện nhỏ có thể thổi cầu chì, tại sao dòng điện lớn hơn không thể.

Một dòng điện lớn hơn sẽ thực sự làm tan chảy dây cầu chì. Câu hỏi là, điều gì xảy ra sau đó?

Nếu cầu chì quá nhỏ, do đó, hiện tại nó đang cố ngắt ở trên mức đánh giá hiện tại tối đa của nó, thì vòng cung có thể không tắt và tiếp tục hoạt động trong một thời gian dài sau khi nó sẽ bị 'thổi'. Cầu chì thường chứa vật liệu để làm mát và dập tắt hồ quang, cát chẳng hạn. Nếu nhiều năng lượng được đổ vào nó hơn là được thiết kế để làm dịu, thì nó sẽ không tắt.

Trong chế độ thất bại nặng hơn, cầu chì có thể phát nổ.

— Neil_UK
nguồn

À! Nhưng sau đó cầu chì đó có thể sẽ không mang theo dòng điện dự kiến trong ứng dụng đó? Hoặc có thể nó sẽ! Một câu hỏi tốt hơn là: có những ví dụ về các tình huống trong đó cầu chì không thể được sử dụng chỉ do tham số hiện tại phá vỡ tối đa không đủ?

— Kaz

Về cơ bản, nó xuất hiện khi bạn cần nạp một lượng nhỏ ra khỏi nguồn cung lớn. Lý tưởng nhất là bạn muốn công suất ngắt của cầu chì của bạn lớn hơn dòng sự cố tiềm ẩn của nguồn cung cấp nhưng ít nhất bạn muốn nó lớn hơn đáng kể so với đánh giá hiện tại của cầu chì / cầu dao tiếp theo.

— Peter Green

@Kaz Ví dụ, hầu hết các cầu chì bạn tìm thấy trong đồng hồ vạn năng giá rẻ không có khả năng phá vỡ dòng điện dự kiến một cách an toàn nếu bạn rút ngắn ổ cắm trên tường. Cầu chì bên trong con sán đẹp hơn của tôi có thể có kích thước gấp 3 lần (về thể tích), khá nặng (rõ ràng là đầy cát) và nói rõ rằng nó có thể phá vỡ 100.000 ampe.

— mbrig

Nếu thiết bị của bạn không ngắt kết nối hiện tại một cách dứt khoát, những điều thú vị có thể xảy ra trong một thời gian dài đáng kể

— RedGrittyBrick

@Sean Nó được giảm tải cho họ cho dù bạn thiết kế cầu chì như thế nào. Điều gì xảy ra nếu ngắn là trước cầu chì của bạn?

— user253751

Nói rằng, chúng ta có một cầu chì 13 A trong một phích cắm.

Ở mức <13 A của dòng điện liên tục - cầu chì sẽ không thổi; đây là phạm vi dòng điện mà cầu chì có thể xử lý an toàn trong một khoảng thời gian không xác định

Ở mức 13-20 A của dòng quá tải liên tục - cầu chì sẽ không thổi nhưng các bộ phận xung quanh trong phích cắm có thể bị quá nóng

Ở mức 22 A của dòng quá tải liên tục - cầu chì sẽ thổi trong vòng vài phút đến vài giờ; 13 Cầu chì sẽ thổi ở dòng quá tải khoảng 1.6 × dòng định mức của nó

Ở mức 50 A của dòng quá tải liên tục - cầu chì sẽ thổi trong vòng 0,1-20 giây

Ở mức 400 A của dòng điện sự cố - cầu chì sẽ thổi trong <0,04 giây

Tại 3000 A của dòng sự cố - cầu chì sẽ thổi ngay lập tức; cầu chì 13 A có thể thổi an toàn tới 6000 A, còn được gọi là công suất phá vỡ của nó

Ở mức> 6000 A dòng điện sự cố - cầu chì có thể phát nổ hoặc gây ra hồ quang điện nguy hiểm

— reniz77
nguồn