تاریخچه فیوز, انواع مختلف فیوز و کاربردهای انواع فیوز ها

انواع مختلف فیوز


تاریخچه فیوز را می توان این گونه شرح داد: یک فیزیکدان فرانسوی به نامBreguet به خاطر تلاش هایش در روزهای آغازین تلگراف مشهور بود. وی پیشنهاد بهره برداری از بخشی کاهش یافته ازرساناها را برای محافظت ازایستگاه های تلگراف در برابر لامپ های روشنایی از ذوب شدن ارائه دادو نیز پیشنهاد داد سیم های باریک تر از تجهیزاتی که در طول سیم کشی ساختمان قرار دارند محافظت کنند. در سال ۱۸۶۴ ، ساز و کار روشنایی و تلگراف با استفاده از انواع ملزومات و سیم های فیوز محافظت می شدند. سرانجام در سال ۱۸۹۰، توماس الوا ادیسون فیوز را به عنوان یک المنت درسیستم توزیع برق خود به ثبت رساند.

انواع فیوزها و کاربردها 

در زمینه الکترونیک، فیوز یک وسیله ضروری است که درمدارهای الکتریکی مختلف برای محافظت از جریان برق اضافهاز آن استفاده می شود. فیوز یک نوار یا یک سیم فلزی است که وقتی جریان  برق سنگین می شود با ذوب شدن، مدار دستگاه را باز می کندو باید مجدداً بر اساس نوع آن دوباره تنظیم یا جایگزین شود. در واقع همیشه خیلی خلاصه می گوییم فیوز،  وسیله را از برق جدا می کند.

یک نوع فیوز

چرا ما به فیوز احتیاج داریم؟

از این قطعه برای جلوگیری از آسیب وسایل در برابر جریان قوی برق یا ولتاژ بالا استفاده می کنیم. اگر از این وسیله در منازل استفاده کنیم خطاهای الکتریکی  در سیم کشی رخ نمی دهند و وسایل خانه بدلیل سوختن سیم ها از بین نمی روند. وقتی که فیوز می سوزد یا اصطلاحاً می پرد ، یک جرقه ناگهانی اتفاق می افتد که ممکن است باعث آسیب لوازم منزل شود. به همین دلیل است که ما به انواع مختلفی از آن نیاز داریم تا از لوازم منزل خود در برابر آسیب محافظت کنیم.

اصول کار

اصل کار این وسیله در واقع “گرمایش بر اثر جریان برق” است.  فیوز از یک  نوار باریک یا سیم فلزی به نازکی نخ ساخته شده است. اتصال آن در یک مدار الکتریکی همیشه به صورت سری است.

وقتی جریان برق قوی در مدار به واسطه یک موج قوی جریان برق  تولید می شود، المنت ذوب می شود و مدار را باز می کند. جریان برق قوی ممکن است منجر به نابودی آنشده و از وسیله محافظت می شود.

فیوز بصورت سری در مدار قرار می گیرد

این قطعه را می توان با مدل جدیدی که امتیازات مناسبی دارد جایگزین کرد. فیوز می تواند با عناصری نظیر مس، روی، آلومینیوم و نقره طراحی شود. این وسیله مانند یک قطع کننده مدار در مواقع بروز یک خطای ناگهانی، مدار را قطع می کند.

انتخاب فیوز را می توان با محاسبه رتبه آن بوسیله فرمول زیر انجام داد:

۱٫۲۵ * ( (ولت) ولتاژ / (وات) توان ) = رتبه فیوز

  • فیوز را انتخاب کنید
  • ولتاژ (بر حسب ولت) و توان (بر حسب وات) مربوط به وسیله را یادداشت کنید
  • رتبه را محاسبه کنید

پس از اینکه نتیجه را محاسبه کردید، از فیوزی با حداکثر امتیاز استفاده کنید. به عنوان مثال اگر نتیجه محاسبه ۶٫۶۸۹ آمپر شد، از مدل۸ آمپر استفاده کنید.

انواع مختلف

فیوز ها بر اساس کاربردشان یعنی نوعAC و نوع DC به چندین نوع تقسیم می شوند. باز هم این فیوزهابه چندین نوع، طبقه بندی می شوند. نمودار زیر انواع فیوزهای برقی را بر اساس نوع AC و نوع DC نمایش می دهد.

نمودار انواع مختلف فیوز
نمودار انواع مختلف فیوز


فیوزهای DC

فیوز های DC از نظر اندازه عالی هستند  و منبع تغذیه DC ولتاژ ثابتی بالاتر از صفر دارد.  بنابراین حذف کردن یا غیر فعال کردن مدار دشوار است. احتمال ایجاد قوس الکتریکی بین سیم های ذوب شده وجود دارد، برای غلبه بر این مشکل الکترودها در فواصل مناسب تری قرار گرفته اند. به همین دلیل انداره مدلهای DC بزرگ تر است.

فیوز DC
فیوز DC


فیوزهای AC

فیوزAC از نظر اندازه باریک تر است و در هر ثانیه بین پایین ترین و بالاترین میزان، ۵۰ تا ۶۰ بار نوسان دارد. بنابراین هیچ امکانی برای ایجاد قوس الکتریکی وجود ندارد. به همین علت می توان آنها را در اندازه های کوچکی جا داد. علاوه بر این مدلAC به دو بخش HV و LV طبقه بندی می شوند. در اینجا HV وLV نمایانگر ولتاژ بالا و ولتاژ پایین هستند.

فیوز AC
فیوز AC


فیوزهای LV

فیوزهای ولتاژ پایین به پنج دسته تقسیم می شوند. از جمله : قابل بازیابی (rewirable)، کارتریج، حذف تصادفی (dropout)، ضربه ای (striker) و سوئیچ.

فیوزهای قابل بازیابی (rewirable)

مدلهایقابل بازیابی،فیوزهای LV هستند که تقریباً در کاربردهای کوچک مانند سیم کشی در خانه، صنایع در مقیاس کوچک وکاربردهایی که با جریان ضعیف کار می کنند، استفاده می شوند. این نوع فیوزها شامل دو قسمت اساسی است یکی پایه فیوز که دارای دو پایانه استمانند ورودی و خروجی. به طور کلی  این بخشاز جنس چینی(پرسلن) ساخته شده است. سمت دیگر این فیوزیک حاملاست کهالمنت اصلیرا در بر می گیرد.این المنتاز آلومینیوم ، مس، قلع و سرب ساخته شده است. مهمترین مزیت یک حاملاین است که ما می توانیمبه سادگیبدون خطر شوک، آن را از پایه فیوز،  وصل و یا جدا کنیم. از آنجا که این قطعهبه دلیل جریان قوی برق آسیب دیده است، پس از آنبه راحتی می توان حامل را حذف کرده و سیم فیوز را جایگزین کنیم.

فیوز قابل بازیابی
فیوز قابل بازیابی


فیوز کارتریج

فیوزهای مدل کارتریج بصورت کاملا بسته و شامل یک کانتکت فلزی هستند. کاربردهای این نوععمدتاً شامل ولتاژ پائین (LV)، ولتاژ بالا (HV) و مدلهای کوچک است.مجدداً این نوع فیزها به دو دسته تقسیم می شوند. نوع D و نوع Link.

فیوز کارتریج
فیوز کارتریج


فیوز کارتریج نوع D

این نوع فیوز از کارتریج، پایهفیوز، حلقه آداپتور و سرپوش تشکیل شده است.  پایه شامل سرپوش است که همراه با اجزای فیوزتوسط کارتریجی که از یک حلقه آداپتور استفاده می کند، بسته بندی شده است. اتصال مدار هنگامیکه خم کارتریج به کنداکتور متصل می شود، قطع می شود.

فیوز کارتریج نوع D
فیوز کارتریج نوع D


فیوز کارتریج نوع Link

این نوع به نام های HRC ( ظرفیت قطع بالا) یا BSنیز شناخته می شود. در این نوع، روند جاری فیوز تحت شرایط استاندارد تعیین می شود. در فیوزBS، جریان جاری المنت، تحت شرایط عادی ارائه می شود. قوس الکتریکی تولید شده توسط فیوزی که از جنس چینی، سرامیک و نقره ساخته شده است، کنترل می شود. محفظه المنت با ماسه سیلیکا بسته بندی شده است. این نوع مجدداً به دو نوع Blade (تیغه ای) و Bolted (پیچ دار) تقسیم بندی می شود.

فیوزکارتریج نوع Link
فیوزکارتریج نوع Link


انواعBlade و Bolted

فیوز نوع Blade (چاقو یا پلاگین ) با پلاستیک طراحی شده است. این  مدل  به راحتی می تواند در مدار اکتریک تعویض شود.

فیوزنوع Blade
فیوزنوع Blade


در نوع Bolted (پیچ دار) صفحات آن که با پایه فیوز تنظیم شده اند، کار را انجام می دهند.

فیوز نوع Bolted
فیوز نوع Bolted


فیوز ضربه ای (striker)

این نوع برای قطع و بسته شدن مدار الکتریکی به کار می رود.این فیوزها در عین حال که قوی هستند، قابلیت تعویض هم دارند.

فیوز Striker
فیوز Striker


فیوز نوع سوئیچ

اصولا مدلنوع سوئیچ  از یک سوئیچ  فلزی و همچنین یک فیوز تشکیل شده  است. این مدلها بیشتر در سطح ولتاژ کم و متوسط استفاده می شوند.

فیوز نوع سوئیچ
فیوز نوع سوئیچ


فیوزهای HV (ولتاژ بالا)

به طور کلی از فیوزهای HV برای محافظت از ترانسفورماتورها مانند ترانسفورماتورهای ابزار، ترانسفورماتورهای برق کوچک و در سیستم های برق استفاده می شود. این نوعبرای ولتاژ های بالاتر از ۱۵۰۰ ولت تا ۱۳۸۰۰۰ ولت شارژ می شوند.

فیوزHV
فیوزHV


قسمت المنتدر مدلهای HV از مس، نقره یا در بعضی موارد از قلع ساخته می شود تا عملکرد پایدار و مداومی داشته  باشد. این فیوزها به سه دسته تقسیم می شوند:

فیوز HRC نوع کارتریج
فیوز HRC نوع کارتریج


قسمت فیوز در HRC به صورت مارپیچ برش خورده است که از تاثیر تاج در ولتاژهای بالا جلوگیری می کند. این مدلها شامل دو عنصر فیوز به نام های مقاومت کم و مقاومت زیاد هستند که بصورت موازی با یکدیگر قرار گرفته اند. سیم های با مقاومت کم جریان معمول را هدایت می کنند و نیز جریان اتصال کوتاه را در شرایط نادرست کاهش می دهند.

فیوز HRC نوع مایع

این نوع با تتراکلرید کربن که در هر دو قسمت بالای سرپوش ها وجود دارد بسته بندی شده اند. وقتی که جریان بیش از حد مجاز می شود و خطایی رخ می دهد، المنت می سوزد. مایع داخل آنبه عنوان خاموش کننده قوس الکتریکی استاندارد برای نوع  HRC عمل می کند. ممکن است از این مدلها برای محافظت از ترانسفورماتورها و نیز محافظت از مدار شکن استفاده شود.

فیوزHRC نوع مایع
فیوزHRC نوع مایع


فیوز HV نوع Expulsion

این نوع فیوزها به دلیل ارزان بودن برای محافظت از منابع تغذیه و نیز ترانسفورماتورها بسیار مورد استفاده قرار میگیرند. این مدلها برای ۱۱ kV طراحی شده اند. قابلیت فعال شدن آنها حداکثر ۲۵۰ MVA است.  این مدلشامل یک سلندر دوسر باز پر نشده است که با کاغذ رزین مصنوعی طراحی شده.

فیوز HVنوع Expulsion
فیوز HVنوع Expulsion


المنت در داخل سیلندر قرارگرفته و دو سر انتهای لوله به تجهیزات مناسب وصل می شوند. قوس الکتریکی در داخل سیلندر رخ می دهد و گازهایی که تشکیل می شوند قوس را از بین می برند.

کاربرد انواع مختلف

انواع مختلف فیوزها و کاربردهای مختلف آنها که مورد بحث واقع شد، اجزای اصلی در تمام مدارهای الکتریکی هستند. برخی از کاربردهای اصلی این وسیلهدر برق و الکترونیک به شرح زیر است :

  • ترانسفورماتور برق
  • لوازم برقی مانند تهویه های مطبوع، تلویزیون، ماشین لباسشویی، سیستم های موسیقی و خیلی موارد دیگر
  • کابل کشی برق در منزل
  • تلفن های همراه
  • استارت موتور
  • لپ تاپ ها
  • شارژرهای برق
  • دوربین ها، اسکنر ها، دستگاه های فتوکپی
  • اتومبیل ها، وسائل الکترونیک و وسائل بازی