چگونه فیوزها از مدارات الکتریکی در برابر اضافه بار محافظت می‌کنند؟

فیوزها یکی از اجزای حیاتی و اساسی در سیستم‌های الکتریکی هستند که نقش بسیار مهمی در حفاظت از این سیستم‌ها ایفا می‌کنند. وظیفه اصلی فیوزها، محافظت از مدارهای الکتریکی در برابر اضافه بار و جلوگیری از آسیب‌های جدی به تجهیزات و دستگاه‌های الکتریکی است.

در واقع، فیوزها به عنوان اولین خط دفاعی در برابر حوادث الکتریکی مانند اتصال کوتاه و اضافه بار عمل می‌کنند. آن‌ها با قطع سریع مدار در صورت بروز شرایط خطرناک، جلوی وقوع حوادث ناگوار نظیر آتش‌سوزی و خرابی دستگاه‌ها را می‌گیرند. انتخاب صحیح و استفاده مناسب از فیوزها می‌تواند ضامن ایمنی و پایداری عملکرد سیستم‌های الکتریکی باشد و به حفظ سرمایه‌های مادی و انسانی کمک کند. در ادامه با ما همراه باشید تا بررسی کنیم که انواع فیوزها چگونه به حفاظت از مدارهای الکتریکی در برابر اضافه بار می‌پردازند.

آشنایی با فیوز و عملکرد آن

فیوز یک وسیله ایمنی است که در مدارهای الکتریکی وصل می‌شود تا از مدار در برابر اضافه بار محافظت کند. این قطعه به گونه‌ای طراحی می‌شود که میزان جریان قابل عبور از آن محدود باشد. فیوز حاوی یک سیم یا نوار نازک است که از فلزی با نقطه ذوب پایین مانند قلع یا مس ساخته می‌شود. این سیم طوری طراحی شده که زمانی که جریان در حال عبور از آن از حد معینی فراتر رفت، ذوب شود و بشکند.

هنگامی که جریان در حال عبور از مدار به طور خطرناکی افزایش می‌یابد، می‌تواند باعث ایجاد گرمای بیش از حد و حتی آتش‌سوزی شود. به عنوان مثال، اگر تعداد زیادی لوازم الکتریکی به یک مدار متصل شده یا نقصی در یک دستگاه وجود داشته باشد این اتفاق می‌افتد. فیوز برای جلوگیری از این اتفاق به کار می‌رود. اگر جریان در مدار از درجه ذوب فیوز بیشتر شود، گرمای تولید شده توسط جریان، سیم فیوز را ذوب می‌کند و می‌شکند. این امر، موجب قطع جریان و خاموشی مدار می‌شود.

درجه ذوب فیوز بر اساس حداکثر جریان ایمن برای مداری که از آن محافظت می‌کند تعیین می‌شود. به عنوان مثال، مداری که برای عبور دادن حداکثر ۱۳ آمپر طراحی شده است، معمولاً به فیوز ۱۳ آمپر نیاز دارد. اگر جریان بیش از ۱۳ آمپر بخواهد از مدار عبور کند، فیوز منفجر شده و جریان را قطع می‌کند.

انواع فیوزها و نحوه محافظت آن‌ها از مدار

اکنون که با فیوزها و نحوه عملکرد آن‌ها آشنایی کلی پیدا کردید، اکنون با انواع فیوز از جمله فیوز گچی، حرارتی و … نیز آشنا خواهید شد. در ادامه به معرفی این فیوزها می‌پردازیم:‌

فیوزهای ذوب‌شونده یا کارتریجی (Cartridge Fuses)

این نوع فیوزها شامل یک سیم یا نوار فلزی هستند که در یک محفظه قرار می‌گیرد. هنگامی که جریان الکتریکی از مقدار تعیین ‌شده بیشتر شود، این سیم یا نوار فلزی گرم شده و ذوب می‌شود و مدار را قطع می‌کند. این نوع فیوزها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• فیوزهای سریع‌العمل (Fast-Acting Fuses): این فیوزها برای محافظت از دستگاه‌های حساس به تغییرات سریع جریان به کار می‌روند. زمان واکنش این فیوزها بسیار کوتاه است.
• فیوزهای تأخیری (Time-Delay Fuses)‌: این فیوزها برای تحمل جریان بالای کوتاه‌مدت طراحی شده‌اند و در مدارهایی که ممکن است هنگام شروع کار جریان بالایی داشته باشند (مانند موتورها) استفاده می‌شوند.

فیوز گچی (HRC Fuse یا Ceramic Fuse)

فیوز گچی که به عنوان فیوز HRC (High Rupturing Capacity) نیز شناخته می‌شود، به دلیل ظرفیت بالای قطع جریان و عملکرد مطمئن در سیستم‌های الکتریکی پرقدرت و حساس به کار می‌رود. این فیوزها دارای بدنه سرامیکی یا گچی و سیم‌های فلزی در داخل هستند که در صورت عبور جریان بیش از حد، به سرعت ذوب می‌شوند و مدار را قطع می‌کنند.

فضای داخلی فیوز با ماده عایق و مقاوم در برابر حرارت پر می‌شود تا از ایجاد جرقه و انفجار جلوگیری کند. فیوزهای گچی در شبکه‌های توزیع برق، تجهیزات صنعتی و سیستم‌های انتقال قدرت برای محافظت از تجهیزات در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه به کار می‌روند و با قطع سریع جریان، از ایجاد حوادث الکتریکی جلوگیری می‌کنند. در نتیجه اگر برای چنین تأسیساتی به فیوز نیاز دارید، خرید فیوز گچی توصیه می‌شود.

فیوزهای قابل تنظیم (Resettable Fuses or PTC Fuses)

این فیوزها از مواد پلیمری ساخته شده‌اند که با افزایش جریان یا دما، مقاومتشان افزایش می‌یابد و جریان را کاهش می‌دهد. پس از خنک شدن، فیوز به حالت اولیه بازمی‌گردد و جریان در مدار مجدداً برقرار می‌شود. این نوع فیوزها در دستگاه‌های الکترونیکی مانند کامپیوترها و شارژرها کاربرد دارند.

فیوزهای ولتاژ بالا (High Voltage Fuses)

این فیوزها برای مدارهای ولتاژ بالا طراحی شده‌اند و قادر به قطع جریان‌های بسیار زیاد هستند. از این فیوزها در شبکه‌های توزیع برق و سیستم‌های صنعتی بزرگ استفاده می‌شود.

فیوزهای حرارتی (Thermal Fuses)

انواع فیوز حرارتی بر اساس دما عمل کرده و در صورت افزایش بیش از حد دما، مدار را قطع می‌کنند. این فیوزها معمولاً در دستگاه‌های خانگی مانند سشوارها و دستگاه‌های گرمایشی استفاده می‌شوند.

نحوه محافظت فیوزها از مدارهای الکتریکی

فیوزها از طریق چند مکانیزم اصلی از مدارهای الکتریکی محافظت می‌کنند. در ادامه به معرفی و بررسی این مکانیزم‌ها خواهیم پرداخت:

• قطع جریان اضافی: اصلی‌ترین وظیفه فیوزها قطع جریان اضافی است. وقتی جریان عبوری از فیوز از حد تعیین ‌شده بیشتر شود، فیوز به سرعت مدار را قطع می‌کند تا از آسیب به سایر اجزای مدار جلوگیری کند. برای مثال، در یک فیوز کارتریجی، سیم داخل فیوز ذوب و مدار قطع می‌شود.
• جلوگیری از اتصال کوتاه: فیوزها همچنین در صورت وقوع اتصال کوتاه که می‌تواند جریان بسیار بالایی تولید کند، مدار را قطع می‌کنند. این نوع حفاظت از ایجاد حرارت زیاد و آسیب به کابل‌ها و دستگاه جلوگیری خواهد کرد.
• حفاظت حرارتی: برخی فیوزها به دما حساس هستند و در صورت افزایش دما، مدار را قطع می‌کنند. این ویژگی در فیوزهای حرارتی دیده می‌شود که به محافظت از دستگاه‌هایی می‌پردازند که ممکن است بیش از حد گرم شوند.
• حفاظت خودکار: فیوزهای قابل تنظیم یا PTC پس از کاهش جریان یا دما به حالت اولیه بازمی‌گردند. این نوع فیوزها به طور خودکار بعد از خنثی کردن خطر، جریان را در مدار مجدداً برقرار می‌کنند. این ویژگی در دستگاه‌هایی که نیاز به پایداری دارند، بسیار مفید است.

خرید انواع فیوز باکیفیت از جم ترونیک

با توجه به نقش حیاتی و ضروری فیوز در مدارهای الکتریکی، بدیهی است که تهیه فیوز باکیفیت و مرغوب اهمیت بسیار زیادی دارد. از همین رو، توصیه می‌شود فیوزهای مورد نیاز خود را از یک فروشگاه معتبر مانند جم ترونیک تهیه کنید تا ایمنی و محافظت از دستگاه‌های الکتریکی شما تضمین شود. جم ترونیک بیش از دو دهه است که در زمینه تأمین و توزیع قطعات الکترونیک فعالیت دارد و با فراهم کردن امکان خرید آنلاین با ضمانت اصالت کالا و پشتیبانی فنی، همواره در تلاش است تا نیازمندی‌های فعالان صنعت الکترونیک را به بهترین شکل رفع کند.