Dražicové dráty

Vlastnosti a materiály pojistkových prvků

Materiály vybírané pro pojistkové prvky musí mít specifickou sadu vlastností. Musí mít nízký teplotní bod tavení, aby se pojistka rychle roztavila, když přes ní protéká nadměrný proud, čímž dojde k přerušení obvodu a ochraně elektrického systému. Kromě toho by tyto materiály měly mít nízké ohmicke ztráty, aby se minimalizovala spotřeba energie během normálního provozu. Vysoká elektrická vodivost (ekvivalentní s nízkou odporovostí) je nezbytná pro efektivní tok proudu bez způsobení výrazných poklesů napětí. Nákladová efektivita je dalším klíčovým faktorem, protože pojistky jsou používány ve velkém množství v různých elektrotechnických aplikacích. Navíc by měl být materiál zbaven jakýchkoli vlastností, které by mohly vést k degradaci nebo selhání v průběhu času, což zajistí spolehlivou výkonnost.

Obvykle jsou pojistkové prvky vyrobeny z materiálů s nízkým teplotním bodem tavení, jako je cín, olovo nebo zinek. Ačkoli jsou tyto kovy známé svými nízkými teplotami tavení, je důležité poznamenat, že některé kovy s vysokým specifickým odporom mohou také nabízet nízký teplotní bod tavení, jak je znázorněno v níže uvedené tabulce. Tyto materiály poskytují rovnováhu mezi schopností rychle roztavit za podmínek poruchy a potřebou udržovat přijatelnou elektrickou výkonnost během normálního provozu.

Materiály pojistkových prvků: vlastnosti, aplikace a kompromisy

Materiály, které jsou často používány pro pojistkové prvky, zahrnují cín, olovo, stříbro, měď, zinek, hliník a slitinu olova a cínu. Každý materiál má vlastnosti, které ho činí vhodným pro specifické aplikace v elektrických obvodech.

Slitina olova a cínu se obvykle používá pro pojistky s malými proudovými hodnotami. Nicméně, když proud přesahuje 15A, tato slitina se stává méně praktickou. Pro aplikace s vysokými proudy by použití slitiny olova a cínu vyžadovalo pojistkové dráty s většími průměry. V důsledku toho, když pojistka roztaví, je uvolněno příliš mnoho roztaveného kovu, což může představovat bezpečnostní rizika a může také vést k rozsáhlejšímu poškození okolních komponentů.

Pro obvody s proudovými hodnotami nad 15A jsou často preferovány pojistky z měděného drátu. I přesto, že měď je široce používána, má některé zásadní nevýhody. Aby bylo dosaženo relativně nízkého fúzního faktoru (poměr minimálního fúzního proudu k nominálnímu proudu), měděné pojistkové dráty pracují obvykle při relativně vysokých teplotách. Tato zvýšená pracovní teplota může v průběhu času způsobit přehřátí drátu. V důsledku toho se postupně snižuje průřez drátu a fúzní proud také klesá. Tento jev zvyšuje pravděpodobnost předčasného roztavení, což může vést k nepotřebným přerušením obvodu a poruchám v elektrické službě.

Stříbro na druhou stranu nabízí několik výhod jako materiál pro pojistkové prvky. Jednou z jeho klíčových výhod je odolnost vůči oxidaci; stříbro nestabilitní oxidy nerovnoměrně tvoří. I když se utvoří tenká vrstva oxidu, je nerozvrstvená a snadno se rozpadá. Tato vlastnost zajišťuje, že vodivost stříbra není ovlivněna oxidací, což zajišťuje konzistentní elektrickou výkonnost po celou dobu životnosti. Díky své vysoké elektrické vodivosti je také minimalizováno množství roztaveného kovu, které se uvolní, když pojistka funguje. Toto snížení masy roztaveného kovu umožňuje rychlejší funkci pojistky, což umožňuje rychlejší přerušení obvodu v případě přetížení. Nicméně, vysoká cena stříbra v porovnání s jinými kovy, jako je měď nebo slitina olova a cínu, omezuje jeho široké použití. V nejvíce praktických aplikacích, kde je nákladová efektivita důležitým faktorem, jsou častěji používány měď nebo slitiny olova a cínu jako pojistkové dráty.

Zinek, když se používá jako pojistkový prvek, je obvykle ve formě pásu. To je proto, že zinek ne roztaví rychle za malých přetížení. Jeho relativně pomalejší chování při tavení poskytuje určitou toleranci pro přechodné nebo menší přetížení, což prevence nepotřebného fungování pojistky a snižuje pravděpodobnost falešných spustení v elektrických obvodech.