Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
HeluKabel Akademia WiedzyHeluKabel Akademia Wiedzy
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Bezpieczniki - jak działają, jakie najczęściej występują w elektronice?

stabilizator 18 Feb 2020 18:00 1830 2
  • Bezpieczniki - jakie bezpieczniki najczęściej występują w elektronice i jak działają?
    Bezpieczniki w elektronice to niewielkie, dwuzaciskowe elementy, które całkiem słusznie kojarzymy z urządzeniami (błędnie nazywanymi „korkami”) w domowych instalacjach elektrycznych. Zapobiegają przepływowi prądu o zbyt dużym natężeniu w gałęziach, w które są włączone. W układach elektronicznych wiele z nich to elementy jednorazowe, chociaż zdarzają się wyjątki.
    Zabezpieczenia nadprądowe w domowej instalacji elektrycznej mają dość złożoną konstrukcję (komora gaszeniowa, człon z elektromagnesem dla wysokich krotności i człon z bimetalem dla niskich krotności) bezpieczniki w układach elektronicznych mają inną konstrukcję.
    Bezpieczniki topikowe, mające postać szklanych rurek lub płaskich płytek z tworzywa sztucznego, mają wewnątrz drucik wykonany ze specjalnego stopu metalu o odpowiedniej grubości. Kiedy przez drucik przepływa nadmierny prąd, wydziela się na nim ciepło i jego temperatura rośnie. Producenci bezpieczników tak dobierają przekroje poprzeczne tych drutów, aby przepalenie następowało po przekroczeniu ustalonego natężenia prądu.
    Bezpieczniki - jak działają, jakie najczęściej występują w elektronice?

    Bezpieczniki topikowe mogą występować w wykonaniu zwłocznym lub szybkim. Bezpieczniki zwłoczne stosuje się je tam, gdzie natychmiastowa reakcja tego elementu jest wręcz niepożądana, ponieważ urządzenie pobiera np. przy starcie znacznie większy prąd – chociażby transformatory czy silniki. Dla niektórych bezpieczników można zauważyć że, mają wnętrze rurki wypełnione drobnym, jasnym pisakiem. Nie jest to jednak byle jaki piach z plaży – musi mieć odpowiednio dobraną średnicę ziaren oraz czystość. Ziarenka piasku przerywają łuk elektryczny, jaki ciągnie się między końcami drucika w momencie, gdy jego przepalenie już nastąpiło. Po prostu wsypują się w to miejsce lub wręcz ulegają zeszkleniu, gdyż temperatura takiego łuku jest bardzo wysoka.
    Bezpieczniki - jak działają, jakie najczęściej występują w elektronice?

    W nowocześniejszych układach elektronicznych możemy też spotkać bezpieczniki wielokrotne tzw. polimerowe. Wyglądem nie różnią się mocno od rezystorów w obudowach do montażu powierzchniowego lub bezbiegunowych kondensatorów (w przypadku elementów THT). Jednak działają zupełnie inaczej niż bezpieczniki topikowe.
    Bezpieczniki - jak działają, jakie najczęściej występują w elektronice?

    Kiedy płynie przez nie prąd, ich struktura nagrzewa się. Wzrost temperatury przekłada się na wzrost rezystancji. Jeżeli popłynie prąd większy od zadanego, nagrzanie będzie tak silne, że rezystancja stanie się olbrzymia i przez obwód niemal nie będzie płynął prąd. Podkreślam: niemal, gdyż tylko całkowite rozwarcie dałoby idealną przerwę. Ale cel nadrzędny zostanie osiągnięty, ponieważ przez chroniony obwód nie popłynie nadmierny prąd.
    Po takim jednorazowym rozgrzaniu, następuje powolne stygnięcie. I teraz sztuczka: bezpiecznik znowu zaczyna przewodzić prąd, ponieważ w gruncie rzeczy działa jak termistor PTC. Typowy bezpiecznik polimerowy potrafi przeżyć kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt takich cykli. Wadą ich jest to, że w czasie prawidłowej pracy, z prądem poniżej znamionowego, odkłada się na nich całkiem spore napięcie (np. 0,5-1V), co w układach zasilanych z 3,3V lub 5V może być dużym problemem.
    Uwaga: w przypadku tej grupy bezpieczników bardzo ważne jest napięcie: nie może przekroczyć wartości maksymalnej, ustalonej przez producenta. Gdyby tak się stało, przegrzanie może być zbyt silne, co doprowadzi do trwałego przepalenia bezpiecznika (pół biedy) lub zwarcia jego struktury (tego byśmy nie chcieli).

    Jeszcze słowo na temat wspomnianych bezpieczników topikowych i polimerowych: nie jest tak, że po przekroczeniu prądu napisanego na ich obudowie (np. 1A), one natychmiast rozłączają obwód. Powiem więcej, taki prąd może płynąć nawet bardzo długo, rzędu kilku kilkunastu minut. Dopiero przekroczenie tego prądu kilkukrotnie (lub nawet kilkunastokrotnie) przyspiesza proces rozłączania. Zadaniem bezpiecznika nie jest najczęściej uratowanie cennej elektroniki – ona ulega uszkodzeniu zanim jakikolwiek zabezpieczenie w ogóle pomyśli o tym, żeby zadziałać. Jego rolą jest zapobieżenie rozprzestrzenianiu się tych zniszczeń, które mogłyby eskalować np. po powstaniu pożaru wewnątrz obudowy układu elektronicznego. Jako ciekawostka dla niskich krotności prądu bezpieczniki szybkie mogą być wolniejsze niż zwłoczne :) dla wyższych krotności sytuacja wraca do normy i bezpiecznik szybki jest szybki a zwłoczny wolniejszy.

    "Autor: Michał Kurzela / Futrzaczek"
    "Korekta i zdjęcia: stabilizator"

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    stabilizator
    Editor
    Offline 
  • HeluKabel Akademia WiedzyHeluKabel Akademia Wiedzy
  • #2
    398216 Usunięty
    Level 43  
    stabilizator wrote:
    Ziarenka piasku przerywają łuk elektryczny, jaki ciągnie się między końcami drucika w momencie, gdy jego przepalenie już nastąpiło. Po prostu wsypują się w to miejsce lub wręcz ulegają zeszkleniu,
    Radziłbym najpierw się upewnić czy to co się pisze jest prawdą. Nie bez powodu w takich bezpiecznikach stosuje się piasek kwarcowy.
    stabilizator wrote:
    bezpiecznik znowu zaczyna przewodzić prąd, ponieważ w gruncie rzeczy działa jak termistor PTC
    A jak działa termistor PTC?
    stabilizator wrote:
    nie jest tak, że po przekroczeniu prądu napisanego na ich obudowie (np. 1A), one natychmiast rozłączają obwód. Powiem więcej, taki prąd może płynąć nawet bardzo długo, rzędu kilku kilkunastu minut. Dopiero przekroczenie tego prądu kilkukrotnie (lub nawet kilkunastokrotnie) przyspiesza proces rozłączania.
    Kolejna nieścisłość. Im prąd płynący bardziej przekracza nominalny, tym bezpiecznik zadziała szybciej. Niby to samo, ale jednak zupełnie inaczej niż to co piszesz.
    stabilizator wrote:
    Jako ciekawostka dla niskich krotności prądu bezpieczniki szybkie mogą być wolniejsze niż zwłoczne :) dla wyższych krotności sytuacja wraca do normy i bezpiecznik szybki jest szybki a zwłoczny wolniejszy.
    Liźnięcie po wierzchu bez wyjaśnień. Być może dlatego, że tychże brak?
    Czyli tak jak pisałem wyżej: jak już piszesz coś, co ma mieć rangę poradnika niech będzie napisane dobrze.
  • #3
    stabilizator
    Editor
    Nawet pozornie proste zjawiska potrafią być zaskakująco złożone gdy zaczniemy wnikać w szczegóły, dlatego warto przyjąć jakiś poziom uproszczenia, taki kompromis.
    Na kanale YouTube elektroda.pl jest materiał z próby przepalenia bezpieczników topikowych (wersja zwłoczna i szybka) oraz bezpiecznik polimerowy (zarejestrowany został prąd podtrzymujący ~100mA):


    Link