Bezpieczniki, cz3.pdf

Listy od Piotra

Bezpieczniki

niedoceniane

elementy

elektroniczne

Część 3

I I Inne rodza j j je bezp i i ieczn i i ików

Obecnie coraz częściej w nowo−

czesnym sprzęcie można znaleźć

bezpieczniki wielokrotnego dzia−

łania, których nie trzeba wymie−

niać ani naprawiać. W artykule

zaprezentowano nowoczesne bez−

pieczniki polimerowe. W końco−

wej części artykułu krótko opisa−

no też termistory PTC oraz bez−

pieczniki termiczne.

rzą łańcuchy dobrze przewodzące prąd. Re−

zystancja jest niewielka. Jeśli jednak przez

tę niewielką rezystancję płynie duży prąd,

temperatura wzrasta. Gdy wzrośnie powy−

żej +100 o C, rośnie nieco objętość polimeru,

zanika struktura krystaliczna, łańcuchy wę−

gla zostają przerwane i rezystancja bez−

piecznika zaczyna gwałtownie rosnąć.

Przykładowo przy temperaturze +140 o C

rezystancja bezpiecznika jest około 1 000

000 razy większa niż w stanie zimnym.

Rysunek 7 ilustruje działanie takiego

bezpiecznika, a rysunek 8 pokazuje cha−

rakterystykę termiczną.

Gdy nastąpi przeciążenie, temperatura

i rezystancja wzrastają, a prąd maleje. Co

ciekawe, po zadziałaniu ustala się stan rów−

nowagi. Przez nagrzany bezpiecznik płynie

niewielki prąd, na bezpieczniku występuje

praktycznie całe napięcie zasilające i wydzie−

lana przy tym niezbyt duża moc strat wystar−

cza do utrzymania bezpiecznika w stanie go−

rącym. Aby wrócić do stanu pierwotnego,

wystarczy wyłączyć zasilanie, by temperatu−

ra bezpiecznika zmniejszyła się poniżej

+100 o C.

Nie znaczy to jednak, że elementy te mo−

gą być stosowane do częstego przerywania

obwodu – gwarantowana trwałość wynosi

15...300 rozłączeń, zależnie od wersji.

Fotografia 2 pokazuje różne rodzaje bez−

pieczników MultiFuse. Jak pokazuje rysu−

nek 9 , charakterystyka czasowo−prądowa

bezpieczników polimerowych, w tym wy−

padku typu MultiFuse, jest bardzo podobna

do charakterystyk topikowych wkładek

zwłocznych (T). Podobne są również rezy−

stancje.

Uwaga! Ogromna większość bezpiecz−

ników polimerowych przeznaczona jest do

pracy przy napięciach nie większych niż

15...60V, zależnie od wersji.

Do pracy w obwodach sieci energetycznej

należy stosować nieliczne, specjalne wersje,

uwzględniając niewielki dopuszczalny prąd

rozłączania – szczegółowych informacji na−

leży szukać u producentów. Generalnie bez−

pieczniki polimerowe nie są stosowane w ob−

wodach sieci energetycznej, między innymi

ze względu na spodziewane duże prądy

zwarciowe sieci. Bezpieczniki polimerowe

stosowane są coraz powszechniej do zabez−

pieczania silników elektrycznych, zwłaszcza

w przemyśle samochodowym, akumulato−

rów, głośników, urządzeń telekomunikacyj−

nych, komputerowych, na przykład w kom−

Bezpieczniki polimerowe

Bezpieczniki polimerowe dostępne są pod

handlowymi nazwami PolySwitch oraz

MultiFuse.

MultiFuse to handlowa nazwa bezpiecz−

ników polimerowych produkowanych

przez amerykańską firmę Bourns (czyt.

burns). PolySwitch to bezpieczniki polime−

rowe firmy Raychem. Zasada działania jest

dość prosta. Materiałem czynnym bezpiecz−

nika jest specjalny polimer, tworzywo

sztuczne, zawierające cząstki przewodzące−

go prąd węgla. Gdy polimer jest zimny, ma

strukturę krystaliczną, a cząstki węgla two−

Rys. 8

Rys. 7

102

Elektronika dla Wszystkich

Listy od Piotra

puterowych portach USB, gdzie norma wy−

maga stosowania bezpiecznika wielokrotne−

go użytku, nie wymagającego wymiany ani

ręcznego resetowania. Tylko nieliczne trans−

formatory toroidalne mają wbudowany taki

bezpiecznik. Umieszczony wewnątrz uzwo−

jenia, w pobliżu rdzenia reaguje nie tylko na

nadmierny prąd, ale też na nadmierny wzrost

temperatury.

Dalsze informacje na temat bezpieczni−

ków polimerowych można znaleźć na stro−

nach internetowych fimm Bourns (www.bo−

urns.com) oraz Raychem (www.ray−

chem.com, www.circuitprotection.com).

Bezpieczniki termiczne

Bezpieczniki termiczne rozłączają obwód nie

pod wpływem prądu przez nie płynącego, tyl−

ko wskutek wzrostu temperatury otoczenia. Są

stosowane do ochrony przed uszkodzeniem

pod wpływem nadmiernej temperatury. Bez−

pieczniki termiczne są zbudowane inaczej niż

typowe wkładki topikowe, zazwyczaj nie za−

wierają drucika topikowego, ich rezystancja

jest bardzo mała i mogą przewodzić duże

prądy zmienne, nawet do 15 czy 20A. Foto−

grafia 3 pokazuje bezpieczniki termiczne

o prądzie maksymalnym 15A (AC) i 2A (DC).

Ze względu na powstawanie łuku podczas roz−

łączania, napięcie pracy nie powinno przekra−

czać 250V.

W zakresie tempe−

ratur od +72 o C do

+240 o C występuje 20

nominałów, a odchył−

ka od znamionowej

temperatury jest nie−

wielka i wynosi co

najwyżej kilka stopni.

Bezpiecznik ter−

miczny jest elemen−

tem jednorazowego

zadziałania, który po

przekroczeniu okre−

ślonej temperatury na

stałe rozwiera obwód.

Spotyka się także bi−

metalowe termostaty,

które po ostygnięciu

ponownie zwierają

swe styki. Fotografia

4 pokazuje dwa takie

termostaty. Działanie

termostatów trochę

przypomina działanie

bezpieczników poli−

merowych – jedne

i drugie mogą zadzia−

łać wielokrotnie.

Warto jednak podkre−

ślić istotne różnice –

po rozłączeniu obwo−

du w przypadku awa−

rii bezpiecznik poli−

merowy pozostanie

w stanie wysokiej re−

zystancji aż do wyłączenia zasilania obwodu,

natomiast termostat po zadziałaniu i osty−

gnięciu ponownie połączy obwód, czyli bę−

dzie cykliczne włączał i wyłączał prąd.

Fot. 4 Termostaty

Rys. 9

Firma

Eurodis Microdis

(www.eurodis.com.pl), jeden

z autoryzowanych dystry−

butorów bezpieczników

MultiFuse firmy Bourns

ufundowała próbki dla

Czytelników EdW. Osoby,

które chciałyby praktycz−

nie zapoznać się z tymi in−

teresującymi elementami

powinny w ciągu miesiąca

nadesłać do Redakcji

Fot. 2 Bezpieczniki Multifuse

EdW kartkę z prośbą

Termistory PTC

Od lat w niektórych zastosowaniach, zwła−

szcza w telekomunikacji znane i stosowane

są termistory o dodatnim współczynniku ter−

micznym PTC – Positive Temperature Coef−

ficient) wykonane z materiałów innych niż

polimery. Ich działanie jest podobne do dzia−

łania opisanych właśnie bezpieczników poli−

merowych, mają jednak gorsze niektóre pa−

rametry, między innymi większą rezystancję

i dłuższe czasy zadziałania.

o udostępnienie próbki

Piotr Górecki

oraz króciutkim, kilkuzda−

niowym uzasadnieniem

lub przewidywanym za−

stosowaniem.

Fot. 3 Bezpieczniki termiczne

Elektronika dla Wszystkich

103

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: