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Grundkenntnisse über Sicherungen: Merkmale, Arbeitsprinzipien, Typen und wie man richtig auswählt

2024/04/10
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Sicherungen schützen Schaltungen vor Schäden aufgrund von Überlastung oder Kurzstrecken.Dieses einfache, aber geniale Gerät basiert auf einem leicht geschmolzenen Metallstreifen, um die potenziell schwerwiegenden Folgen eines übermäßigen Stroms effektiv zu verhindern.Das Designprinzip der Sicherung ist einfach und klar.Es trennt automatisch die Schaltung, wenn der Strom zu groß ist, und vermeidet potenzielle Katastrophen.Das Verständnis der Grundlagen, Merkmale, Arbeitsprinzipien und verschiedenen Arten von Sicherungen kann den sicheren Betrieb elektronischer Geräte sicherstellen.Dieser Artikel wird sich mit allen Aspekten von Sicherungen befassen, von Grundprinzipien bis hin zur Sicherungsklassifizierung und der Auswahl der richtigen Sicherung.

Katalog

1. Was ist eine Sicherung?

2. Verstehen Sie die Eigenschaften von Sicherungen

3. Wie die Sicherung funktioniert

4. Arten von Sicherungen

5. Wählen Sie die richtige Sicherung

6. Wählen Sie die richtige Sicherungsbewertung aus

7. Vor- und Nachteile von elektrischen Sicherungen

8. Anwendung verschiedener Sicherungen

9. Schlussfolgerung

Abbildung 1: Sicherung

Was ist eine Sicherung?

Eine Sicherung ist ein kleines Gerät, das zum Schutz eines Stromkreises verwendet wird.Es gibt einen Metalldraht im Inneren.Wenn zu viel Strom fließt, können die Drähte zu heiß werden und schmelzen.Dies blockiert den Stromfluss und stellt sicher, dass die Ausrüstung vor Schäden geschützt ist oder ein Brand aufgrund von Überlastung verhindert.

Verstehen Sie die Eigenschaften von Sicherungen

Die Sicherungen funktionieren so, dass sie die Schaltung schützen.Wenn Sie wissen, wie Sie diese Funktionen korrekt verwenden, können Sie Ihre Schaltkreise schützen.Lassen Sie uns untersuchen, wie sich die Strom- und Spannungsbewertungen einer Sicherung, die Temperatureffekte und der Spannungsabfall auf die Leistungsleistung des Schaltungsschutzes auswirken.

Abbildung 2: Sicherung

Strom- und Spannungsbewertungen

Aktuelle Bewertung: Dies gibt den höchsten Strom mit, den die Sicherung ohne Blasen verarbeiten kann.Bei der Auswahl einer Sicherung sollte die Bewertung höher sein als der normale Strom der Schaltung, jedoch niedrig genug, um schnell auf eine Überlast- oder Kurzschlusskreis zu reagieren.

Nennspannung: Dies ist die maximale Spannung, die die Sicherung sicher unterbrechen kann.Die Sicherung muss in der Lage sein, den Schaltkreis bei Nennspannung oder niedriger zu unterbrechen, um sicherzustellen, dass sie eine Überstromaufnahme genau stoppen kann.

Temperatureffekte und Spannungsabfall

Temperatureffekte: Die Fähigkeit einer Sicherung, die Stromveränderungen mit der Temperatur zu unterbrechen.Unter wärmeren Bedingungen schmilzt sein Draht schneller, was seine Wirksamkeit verringert.Wenn Sie eine Sicherung in einem heißen Bereich verwenden, benötigen Sie möglicherweise eine Sicherung mit einer höheren Strombewertung, um diesen Effekt auszugleichen.

Spannungsabfall: Wenn der Strom durch eine Sicherung fließt, tritt ein kleiner Spannungsverlust auf.Obwohl der Verlust gering ist, beeinflusst er die Präzisionsschaltungsdesign, da der Verlust den Arbeitseffekt der Schaltung beeinflusst.Der Spannungsabfall hängt vom Material und der Gestaltung der Sicherung sowie vom Strom ab, der durch die Sicherung fließt.Es ist sehr wichtig, dies zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die Schaltung ordnungsgemäß funktioniert.

Wie die Sicherung funktioniert

Das Arbeitsprinzip einer Sicherung ist einfach: Sie verwendet die Wärme, die durch den Strom erzeugt wird, der durch einen Metalldraht fließt, um die Schaltung zu schützen.Diese Abhängigkeit von grundlegenden physikalischen Eigenschaften macht Sicherungen zum Schutz des Schaltungsschutzes nützlich.Schauen wir uns den Betrieb einer Sicherung genauer an, einschließlich ihrer normalen Funktion, der Reaktion auf Überstrom- und praktischen Nutzungstipps.

Abbildung 3: Die Struktur der Sicherung

Normale Operation

Strom: Unter den Standardbedingungen tragen die Drähte der Sicherung den Strom reibungslos und verbinden ein Ende der Schaltung mit dem anderen.Diese Sicherung ist so ausgelegt, dass dieser Strom behandelt wird, ohne dass der Draht überschwächt und schmilzt, um einen kontinuierlichen Schutz ohne Unterbrechung zu gewährleisten.

Überstromreaktion

Aktuelle Überspannungserkennung: Wenn ein Kurzschluss auftritt oder der Strom die sicheren Werte überschreitet, erfolgt die Sicherung auf einem plötzlichen Strom.Dies führt dazu, dass die Drahttemperatur schnell ansteigt.

Schmelzmechanismus: Wenn die Temperatur eines Drahtes seinen Schmelzpunkt überschreitet, schmilzt er schnell und trennt die elektrische Verbindung.Dieser Prozess tritt innerhalb von Millisekunden bis Sekunden auf, isoliert den Strom effektiv und verhindert weitere Schäden.

Arten von Sicherungen

Die Sicherungen werden nach dem von ihnen verwalteten Strom klassifiziert: Wechselstrom (AC) für Haushaltskreise und Gleichstrom (DC) für Geräte wie Sonnenkollektoren.Jede Sicherung hat ihren spezifischen Zweck aufgrund unterschiedlicher aktueller Eigenschaften.

Abbildung 4: verschiedene Arten von Sicherungen

DC Sicherungstypen

Abbildung 5: DC -Sicherungstypen

Kartuschensicherungen: In Glas für sichtbare Inspektion eingekapselt, in langsamen oder schnellen Ausblasentypen erhältlich und für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet, einschließlich Hochtemperatureinstellungen und kleiner Elektronik.

Kfz -Sicherungen: Diese Sicherungen werden für Fahrzeuge angepasst und unterstützen Spannungen bis zu 42 V und können durch Farbcodierung und Klingenform problemlos identifiziert werden.

Angeriefbare Sicherungen und Halbleiter -Sicherungen: Angenommene Sicherungen können sich nach dem Abkühlen von einer Überlastung zurücksetzen.Halbleiter -Sicherungen schützen empfindliche elektronische Geräte, indem sie schnell auf Anstände reagieren.

AC -Sicherungsarten

Abbildung 6: AC -Sicherungsarten

Hoch- und niedrige Spannungssicherungen: Wird auf verschiedenen Maßstäben, vom Netz (Hochspannung) bis zu Wohneinstellungen oder Büroumgebungen (niedrige Spannung), verwendet, die auf den Strombedarf der Schaltung zugeschnitten sind.

Hochbrechende Kapazität (HRC) und Jet -Sicherungen: Diese Sicherungen verwenden spezielle Materialien, um den Bogen schnell zu löschen. HRC -Sicherungen enthalten Pulver, während Düsensicherungen Gas verwenden.

Box -Sicherung: Dieses Kompaktbox -Design eignet sich für eine Vielzahl kleiner Installationen.

Abnehmbare Sicherung: Zeigt ein Problem an, indem Sie herausspringen und einen manuellen Zurücksetzen erfordert.

Wiederaufspeisende Sicherungen: Diese können schnell wiederhergestellt werden, indem der Draht nach dem Blasen ersetzt wird.

Indikatorsicherung: verfügt über einen Stift, der beim Blasen ausspringt, wodurch die Identifizierung einfach und möglicherweise zusätzliche Sicherheitsmechanismen ausgelöst wird.

Sicherungsschalter: Ein manueller Schalter, der als größerer Schaltkreis fungiert und physikalische Aktivierung oder Deaktivierung erfordert.

Wählen Sie die richtige Sicherung

Abbildung 7: Wählen Sie die richtige Sicherung

Die Auswahl der richtigen Sicherung erfordert eine detaillierte Bewertung der Besonderheiten der Schaltung, der Umgebung, in der sie betrieben wird und wie sie aufrechterhalten wird.Hier erfahren Sie, wie Sie sicherstellen, dass die von Ihnen gewählte Sicherung Ihre Schaltung sicher und effizient hält.

Spannungskompatibilität

Stellen Sie sicher, dass die Spannungsbewertung der Sicherung übereinstimmt oder höher ist als die Spannung der Schaltung.Nicht übereinstimmende Sicherungen schützen möglicherweise nicht vor Spannungsspitzen, was ein Risiko darstellt.

Verstehe den Strom in der Schaltung

Verstehen Sie den Strom, den die Schaltung normalerweise trägt, und die gewählte Sicherung sollte in der Lage sein, diesen regulären Strom ohne Stolpern zu bewältigen, aber die Schaltung im Falle einer Überlastung oder eines Kurzschlusss öffnen sollte.Wählen Sie eine Sicherung mit einer Ampere -Bewertung, die etwas höher ist als der Spitzenstrom der Schaltung, um die Sicherheit zu gewährleisten und keine unnötigen Unterbrechungen zu verursachen.

Sicherungshalterkompatibilität

Eine feste Übereinstimmung zwischen der Sicherung und der Halterung ermöglicht es der Sicherung, ordnungsgemäß zu funktionieren.Größe oder Typfehlanpassung kann zu schlechten elektrischen Verbindungen führen.Stellen Sie sicher, dass die Sicherung perfekt zu seinem Halter passt, um Probleme zu vermeiden.

Wartung und Inspektion

Bevorzugen Sie Sicherungen mit sichtbaren Inspektionsfenstern.Sie vereinfachen die routinemäßige Inspektion und Fehlerbehebung und ermöglichen eine einfache Überprüfung des Sicherungsstatus ohne Entfernung.

Flexibilität des Komponentenersatzes

Wenn Ihr Schaltungsdesign den Austausch interner Komponenten erfordert, wählen Sie eine Sicherung, die diesen Vorgang unterstützt.Wiederverwendbare Sicherungen oder Sicherungen mit leicht austauschbaren Komponenten bieten Bequemlichkeit und Effizienz.

Wählen Sie die richtige Sicherungsbewertung aus

Richtig bewertete Sicherungen erleichtern den Schaltungsschutz.Eine zu kleine Sicherung kann häufig stolpern, während eine zu große Sicherung in kritischen Situationen möglicherweise nicht schützt.Hier erfahren Sie, wie Sie die beste Sicherungsbewertung genau bestimmen können.

Schritt 1: Berechnen Sie den Laststrom

Berechnen Sie zunächst den normalen Laststrom der Schaltung, indem Sie den Stromverbrauch (in Watts) durch die Betriebsspannung teilen.Für ein 230-Volt-Gerät von 1.000 Watt lautet die Berechnung:

Strom (a) = (230 V/1000W)

Schritt 2: Sicherheitsmarge hinzufügen

Ein Sicherheitsmarge wird eingebaut, um zu verhindern, dass die Sicherung unter normalen Bedingungen oder bei kleineren Stromspitzen blasen kann.Häufige Sicherheitsmargen reichen vom 1,25 bis zum 1,5 -fachen des normalen Stroms.Dies würde die unerwartete Zunahme der Last erklären, aber die Schaltung schützen.

Sicherungsbewertung (a) = berechneter Strom (a) × Sicherheitsmarge

Unter Verwendung einer Sicherheitsmarge von 1,25 wird die Sicherungsbewertung für unser Beispiel:

5,4a = （230 V/1000W） × 1,25

Schritt 3: Wählen Sie die nächstgelegene Standardsicherungsbewertung aus

Wählen Sie eine Sicherung aus, die Ihrer kalkulierten Bewertung entspricht, und hält sich für einfache Gebrauchsgröße an nahezu standardmäßige Größen.Wenn Ihre berechnete Anforderung 5,4a beträgt, wäre eine 6A -Sicherung sowohl für den Schutz als auch für die Praktikabilität ideal.

Vor- und Nachteile von elektrischen Sicherungen

Elektrische Sicherungen schützen elektrische Schaltkreise und sind Ihre Frontverteidigung gegen elektrische Gefahren.Lassen Sie uns mit ihren Vor- und Nachteilen der Fall sein, um ihre Verwendung in der Schaltungsdesign und -wartung vollständig zu erfassen.

Vorteile

Erschwinglich: Sicherungen bieten eine erschwingliche Lösung für den Schutz des Schaltungsschutzes und kostet häufig weniger Alternativen wie Leistungsschalter, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.

Einfach zu warten: Unter normalen Umständen erfordern Sicherungen fast keine Wartung.Nach dem Ausbrennen müssen Sie es nur ersetzen, was einfach und bequem ist.

Schnelle Aktion: Sicherungen sind so konzipiert, dass sie im Falle eines Kurzschlusses oder einer Überlastung schnell handeln, um potenzielle Schäden sofort zu trennen und zu vermeiden.

Sicherheit: Eine geblasene Sicherung verursacht keine Gefahren wie Flammen, Gasemissionen, Rauch oder Lärm und sorgt für ein hohes Maß an Sicherheit während des Betriebs.

Nachteile

Einzelverwendung: Ein großer Nachteil ist, dass die Sicherung jedes Mal ersetzt werden muss, wenn sie bläst.Wenn Ersatzteile nicht ohne weiteres verfügbar sind, kann dies zu zusätzlichen Kosten und potenziellen Ausfallzeiten führen.

Fehlerbehebungsprobleme: In einem Setup, bei dem mehrere Geräte dieselbe Sicherung verwenden, kann es schwierig sein, die genaue Quelle des Problems zu bestimmen, und die Fehlerbehebung kompliziert.

Auswahlgenauigkeit: Die Auswahl der geeigneten Sicherung erfordert eine sorgfältige Berechnung, um unter normalen Umständen vorzeitiges Blasen zu vermeiden und im Falle eines Fehlers eine rechtzeitige Trennung zu gewährleisten.Eine falsche Auswahl kann zu unzureichendem Schutz oder unnötiger Empfindlichkeit führen.

Anwendung verschiedener Sicherungen

Abbildung 8: Anwendung verschiedener Sicherungen

Von Hochspannungs-Industrieinstallationen bis hin zu alltäglichen Geräten und Fahrzeugen sind Sicherungen ein wesentlicher Bestandteil des sicheren Betriebs einer Vielzahl von Geräten.Jeder Sicherungstyp ist auf eine bestimmte Anwendung zugeschnitten, wobei die Bedeutung der Auswahl der richtigen Sicherung für jede Aufgabe hervorgehoben wird.

Röhrenschütze

Nutzung: In Haushaltsgeräten wie Fernseher und Klimaanlagen sowie elektronische Geräte wie Verstärker und Computernetzmittel häufig zu finden.

Zweck: Sie bieten einmaligem Überstromschutz und eignen sich ideal für Geräte, die selten auf Kurzstrecken oder Überlastungen stoßen.

Automobilsicherungen

Zweck: Speziell für Fahrzeuge zum Schutz von Audiosystemen, Beleuchtung, elektrischen Fenstern und anderen Komponenten vor abnormalen Strömen.

Zweck: Sie unterbrechen die Fehlerströme schnell in Automobilschaltungen und verhindern Schäden oder elektrische Brände.

Angenommene Sicherung

Verwendung: In Mobiltelefonen, Laptops, Ladegeräten und anderen tragbaren elektronischen Produkten häufig verwendet.

Zweck: Diese Sicherungen werden nach einer Überlastung automatisch zurückgesetzt und müssen nicht ersetzt werden.Sie eignen sich am besten für Geräte, bei denen das Risiko einer vorübergehenden Überlastung besteht.

Halbleiter -Sicherungen

Zweck: Schützen Sie hochpräzise elektronische Produkte wie Server und Präzisions-Computer-Motherboards.

Zweck: Sie reagieren schnell auf Überstrom und schützen Präzisions -Halbleiterkomponenten wie ICS und Transistoren.

HRC -Sicherungen mit hoher Bruchkapazität (HRC)

Zweck: Für den Einsatz in Stromversorgungssystemen und schweren industriellen Installationen, einschließlich Umspannwerken und Motorkontrollzentren.

Zweck: Sie sind so konzipiert, dass sie extrem hohe Strömungen verwalten und schnelle Trennungen liefern, um Schäden oder Brandgefahren von Geräten zu verhindern.

Abnehmbare Sicherung

Zweck: Wird in Kraftverteilungssystemen im Freien verwendet.

Zweck: Diese Sicherungen öffnen automatisch im Falle einer Überstrombedingung und vereinfachen die Identifizierung und den Austausch von Problemen.

Abschluss

Durch ein tiefes Verständnis dafür, wie Blendmittel funktionieren, ihre Typen und die Auswahl der richtigen Sicherung nach unterschiedlichen Bedürfnissen, können wir unsere elektronischen und elektrischen Geräte effektiv vor Überlast- und Kurzschlussschäden schützen.Obwohl die Sicherung gering ist, kann ihre Rolle beim Schaltungsschutz nicht unterschätzt werden.Ihr Design ist einfach und dennoch äußerst effektiv und bietet eine grundlegende, aber leistungsstarke Sicherheitsebene für unsere elektronischen Geräte.Wenn Sie eine Sicherung auswählen, wissen Sie die Strombewertung, die Spannungsbewertung, die Temperaturmerkmale und die Art der Schaltung, für die sie verwendet wird.Jede Sicherung verfügt über einzigartige Anwendungsszenarien und Vorteile.Die ordnungsgemäße Auswahl und Verwendung von Sicherungen kann das Risiko eines Schaltungsausfalls erheblich verringern und den stabilen Betrieb des elektrischen Systems sicherstellen.Während die Technologie weiter voranschreitet, werden sich das Design und die Anwendung von Sicherungen weiterentwickeln, um immer komplexere elektronische und elektrische Systeme aufzunehmen.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie viele verschiedene Sicherungen gibt es?

Schnell wirkende Sicherung: Diese arbeiten schnell, um empfindliche Geräte vor zu viel Strom zu schützen.

Slow-Blow-Sicherung: Sie nehmen sich Zeit, um zu blasen und einen Strom ohne unmittelbare Unterbrechung zu ermöglichen-für Geräte, die viel Kraft benötigen, um zu beginnen.

Halbleiter -Sicherungen: Diese Sicherungen sind schnell zu handeln und haben einen geringen Widerstand.

Hochspannungs -Sicherungen: Wird in Situationen verwendet, in denen viel Leistung besteht, wie Stromleitungen.

Kfz -Sicherungen: Diese sind für Autos und sind unterschiedlich als andere Sicherungen geformt.

Wärme Sicherung: Diese hängen auf Wärme ab, um den Stromkreis zu brechen und die Leistung bei einer bestimmten Temperatur abzuschneiden.

2. Was sind die vier Sicherungsanwendungen?

Stromschutz: Sie sind in Stromleitungen, um zu viel Strom zu stoppen, um Brände oder schädliche Geräte zu verursachen.

Leiterplattenschutz: In Leiterplatten platziert, um Ihre elektronischen Bits vor einem Kurzschluss zu speichern.

Motorschutz: Sie verhindern, dass Motoren zu viel Leistung beschädigt werden, wenn sie beginnen oder wenn sie überladen sind.

Transformatorschutz: Sicherungen retten Transformatoren vor Überhitzung und werden beschädigt, indem sie zu viel Strom abschneiden.

3. Was ist der Unterschied zwischen B- und C -Sicherungen?

Fuses Typ B: Sie sind langsamer und am besten für Häuser oder leichte Arbeitsbereiche und schützen Dinge wie Lichter und Stecker.

Fuses Typ C C: Dies sind die schnellen, die in der Lage sind, große Stromversorgung zu bewältigen.Sie werden für Ausrüstung verwendet, die beim Start viel Strom benötigt.

4. Welche Sicherungen haben ständige Kraft?

Sicherungen halten die Stromversorgung nicht konstant.Sie sind Sicherheitsgeräte, die Strom abschneiden, wenn er zu hoch wird, um Schäden zu vermeiden.Um die Kraft ruhig zu halten, benötigen Sie andere Geräte, nicht Sicherungen.

5. Kann ich eine 10 -Ampere -Sicherung anstelle von 13 verwenden?

Die Aufgabe einer Sicherung besteht darin, die Schaltung zu schalten, wenn der Strom zu hoch ist, um zu verhindern, dass Kabel zu heiß werden oder Feuer fangen.Eine 13 -Ampere -Sicherung macht dies bei 13 Ampere.Eine 10 -Ampere -Sicherung wird die Leistung früher mit 10 Ampere und nicht 13 abschneiden. Dies könnte Ihr Gerät früher ausschalten, als es sollte, und mit seinem Betrieb durcheinander.

Risiken für Ihre Ausrüstung: Wenn Ihr Gerät bis zu 13 Ampere verarbeiten soll, kann es zu Problemen führen, eine Sicherung von 10 Ampere zu erreichen.Dies gilt insbesondere für Geräte, die viel Kraft benötigen, um zu starten.Sie können die 10 -Ampere -Sicherung sofort blasen, um Ihr Gerät möglicherweise zu beschädigen oder zumindest zu beeinflussen, wie gut es funktioniert.