فیوز چیست و چگونه کار می کند

فیوز وسیله ای الکتریکی یا مکانیکی است که برای محافظت از مدارها در برابر جریان بیش از حد برق، اضافه بار و اطمینان از حفاظت مدار استفاده می شود. فیوز برق توسط توماس آلوا ادیسون در سال 1890 اختراع شد. Fuse انواع مختلفی دارد، اما عملکرد همه این آنها یکسان است. در این مطلب به بررسی کاربرد، ساخت و عملکرد فیوزها در انواع سیستم های الکتریکی می پردازیم.

فیوز چیست

Fuse در مهندسی برق یک وسیله ایمنی است که مدارهای الکتریکی را از اثرات جریان های بیش از حد برق محافظت می کند. جعبه فیوز نیز از قطعات الکترونیکی مهم است که طراحی و تولید آن به‌ عنوان صفحه کنترل برای سیستم ‌های الکترونیکی خانه ‌ها صورت می گیرد.
Fuse معمولاً از یک نوار یا سیم رسانای جریان از فلزی که به راحتی قابل ذوب است تشکیل می شود، که ذوب می شود و در نتیجه مداری را که بخشی از آن است قطع می کند. این اتفاق هر زمان که آن مدار برای انتقال جریانی بزرگتر از آنچه برای آن در نظر گرفته شده است ساخته شود، رخ می دهد.

Fuse پیچی زمانی به طور معمول در سیستم های برق خانگی استفاده می شد. Fuse پیچی شامل یک تکه سیم کوتاه (عنصر قابل ذوب) است که در یک ظرف نسوز محصور شده است و پایه رزوه ای دارد. سیم هم در پایه پیچ و هم در کناره به پایانه های فلزی متصل می شود و کل آن با یک شیشه شفاف یا پنجره میکا پوشانده شده است تا ببینید آیا Fuse ذوب شده است یا خیر. در ادامه در مورد انواع فیوز ها و اینکه اصلا وظیفه فیوز چیست توضیح تخصصی تری خواهیم داد.

انواع فیوز

انواع مختلفی از Fuse در بازار موجود است و می توانند بر اساس جنبه های مختلف دسته بندی شوند. به طور کلی فیوزها را می توان با توجه به نوع ولتاژ تغذیه ورودی به دو دسته اصلی تقسیم کرد که شامل AC Fuse و DC Fuse می شود. تفاوت کمی بین AC Fuse و DC Fuse مورد استفاده در سیستم های AC و DC وجود دارد.
در سیستم DC، زمانی که سیم فلزی به دلیل گرمای تولید شده توسط جریان بیش از حد ذوب می شود، قوس تولید می شود و خاموش کردن این قوس به دلیل مقدار ثابت DC بسیار دشوار است. بنابراین برای به حداقل رساندن قوس فیوز, DC Fuse کمی بزرگتر از فیوز AC Fuse است که باعث افزایش فاصله بین الکترودها برای کاهش قوس در Fuse می شود.
از طرف دیگر در سیستم AC، ولتاژ با فرکانس 60 هرتز یا 50 هرتز در هر ثانیه دامنه خود را از صفر به 60 بار تغییر می دهد. بنابراین قوس در مقایسه با DC به راحتی خاموش می شود. در نتیجه فیوزهای AC در مقایسه با فیوزهای DC کمی کوچک هستند.

از نگاه دیگر نیز، انواع فیوزها را می توان به دسته بندی های زیر تقسیم کرد :
1. مدل کارتریجی : این فیوزها از یک بدنه استوانه ای سرامیکی یا شیشه ای تشکیل شده اند که درپوش انتهایی آن فلزی است. آن ها در اندازه ها و مدل های مختلف موجود هستند.
2. مدل PTC : نوعی خاص از محافظت کننده ها بوده که پس از رفع عیب و خاموش شدن می توانند به طور خودکار به کار عادی خود بازگردند و نیازی به تعویض آن ها و خرید فیوز جدید نیست.
3. مدل حرارتی : این فیوزها برای محافظت از لوازم خانگی در برابر جریان بیش از حد طراحی شده اند. آنها حاوی یک ماده حساس به حرارت هستند که در صورت عبور جریان از یک آستانه مشخص، مدار را قطع می کنند.
4. فیوزهای نیمه هادی : این محافظ ها در مدارهایی با قطعات الکترونیکی حساس استفاده می شوند. این مدل از فیوز ها معمولا برای محافظت در برابر جریان بیش از حد یا جلوگیری از اتصالات کوتاه طراحی شده اند.

عملکرد فیوز

اگر برای شما نیز این سوال پیش آمده است که کار فیوز چیست و اصلا برای چه باید حتما از آن ها در تمامی سازه های استفاده کرد، باید گفته که انواع Fuse عموما شامل یک سیم فلزی با مقاومت کم هستند که در یک ماده غیر قابل احتراق محصور شده اند. Fuse برای اتصال و نصب سری به مدار و دستگاهی استفاده می شود که باید از اتصال کوتاه و جریان بیش از حد محافظت شود. در غیر این صورت ممکن است دستگاه الکتریکی در صورت عدم وجود Fuse و قطع کننده مدار آسیب ببیند. به عبارت ساده تر، فیوز وسیله ای برای حفاظت مدارهای الکتریکی بوده که بدون آن، احتمال آسیب به مدارهای الکتریکی، و یا حتی آتش سوزی نیز وجود دارد.
اصل کار یک Fuse بر اساس اثر گرمایش جریان است. یعنی هر زمان که یک اتصال کوتاه، جریان بیش از حد یا اتصال بار نامناسب رخ دهد، سیم نازک داخل Fuse به دلیل گرمای تولید شده توسط جریان سنگینی که از آن عبور می‌ کند ذوب می‌ شود. بنابراین‌ منبع تغذیه را از سیستم متصل قطع می کند. در عملکرد عادی مدار، سیم Fuse فقط یک جزء مقاومت بسیار کم است و بر عملکرد عادی سیستم متصل به منبع تغذیه تأثیری ندارد.

سخن نهایی

در این مطلب ارائه شده از پارس پایاپایپ (تولید کننده لوله برق)، به بررسی انواع Fuse، کاربرد و عملکرد آنها پرداختیم‌. فیوزها به عنوان یک وسیله ایمنی نقش بسیار مهمی در حفاظت از مدارهای الکتریکی دارند‌. انواع Fuse بر اساس نوع ولتاژ تغذیه ورودی شامل فیوزهای AC و فیوزهای DC هستند که تفاوت کمی میا آنها وجود دارد. اساس عملکرد Fuse نیز اثر گرمایش جریان است.