Υλικά Φουσωτού
Χαρακτηριστικά και Υλικά των Στοιχείων Φυσαλίδων
Τα υλικά που επιλέγονται για τα στοιχεία φυσαλίδων πρέπει να διαθέτουν μια συγκεκριμένη σειρά ιδιοτήτων. Πρέπει να έχουν χαμηλό σημείο λιώσεως, ώστε η φυσαλίδα να λιώνει γρήγορα όταν ένα υπερβολικό ρεύμα διαρρέει μέσα της, διακόπτοντας έτσι τον κύκλωμα και προστατεύοντας το ηλεκτρικό σύστημα. Επιπλέον, αυτά τα υλικά πρέπει να παρουσιάζουν χαμηλή ομική απώλεια για να μειωθεί η διάσπαση ενέργειας κατά την κανονική λειτουργία. Υψηλή ηλεκτρική συγκεκτικότητα (ισοδύναμη με χαμηλή αντίσταση) είναι απαραίτητη για αποτελεσματική ροή ρεύματος χωρίς να προκαλεί σημαντικές πτώσεις τάσης. Η οικονομική αποδοτικότητα είναι άλλος ένας κρίσιμος παράγοντας, καθώς οι φυσαλίδες χρησιμοποιούνται σε μεγάλες ποσότητες σε διάφορες ηλεκτρικές εφαρμογές. Επιπλέον, το υλικό πρέπει να είναι ελεύθερο από οποιεσδήποτε ιδιότητες που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε κατάρρευση ή αποτυχία με την πάροδο του χρόνου, εξασφαλίζοντας αξιόπιστη λειτουργία.
Συνήθως, τα στοιχεία φυσαλίδων κατασκευάζονται από υλικά με χαμηλό σημείο λιώσεως, όπως ασήμι, μολύβδι ή ζάμπκ. Αν και αυτά τα μέταλλα είναι γνωστά για τα χαμηλά σημεία λιώσεως τους, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι κάποια μέταλλα με υψηλή συγκεκτικότητα μπορεί να παρέχουν επίσης χαμηλό σημείο λιώσεως, όπως φαίνεται στο παρακάτω πίνακα. Αυτά τα υλικά παρέχουν ισορροπία μεταξύ της ικανότητας να λιώνουν γρήγορα υπό συνθήκες σφάλματος και της ανάγκης να διατηρούν αποδεκτή ηλεκτρική απόδοση κατά την κανονική λειτουργία.
Υλικά Στοιχείων Φυσαλίδων: Ιδιότητες, Εφαρμογές και Τροποποιήσεις
Τα υλικά που συνήθως χρησιμοποιούνται για τα στοιχεία φυσαλίδων περιλαμβάνουν ασήμι, μολύβδι, αργυρό, χάλκινο, ζάμπκ, αλουμίνιο και ένα σύνθετο μετάλλου μολύβδι-ασήμι. Κάθε υλικό έχει διακριτικά χαρακτηριστικά που το καθιστούν κατάλληλο για συγκεκριμένες εφαρμογές μέσα στα ηλεκτρικά κύκλωμα.
Ένα σύνθετο μετάλλου μολύβδι-ασήμι χρησιμοποιείται συνήθως για φυσαλίδες με μικρές βαθμολογίες ρεύματος. Ωστόσο, όταν το ρεύμα υπερβαίνει τα 15A, αυτό το σύνθετο γίνεται λιγότερο πρακτικό. Για εφαρμογές με υψηλότερο ρεύμα, η χρήση ενός συνθέτου μολύβδι-ασήμι θα απαιτούσε φυσαλίδες με μεγαλύτερο διάμετρο. Συνεπώς, όταν η φυσαλίδα λιώνει, απελευθερώνεται μεγάλο ποσό λιωμένου μετάλλου, το οποίο μπορεί να δημιουργήσει κίνδυνο ασφάλειας και επίσης μπορεί να προκαλέσει μεγαλύτερες βλάβες στα περιβαλλόντα συστατικά.
Για κύκλωμα με βαθμολογίες ρεύματος πέρα από 15A, οι φυσαλίδες από χαλκό είναι συχνά η προτιμώμενη επιλογή. Παρά την ευρεία χρήση του, ο χάλκος έχει κάποια σημαντικά μειονεκτήματα. Για να επιτευχθεί ένα συντομευμένο παράγοντας λιώσεως (το ποσοστό του ελάχιστου ρεύματος λιώσεως σε σχέση με την βαθμολογία), οι φυσαλίδες από χάλκο τείνουν να λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Αυτή η υψηλή θερμοκρασία λειτουργίας μπορεί να προκαλέσει υπερθέρμανση του καθίζοντος με την πάροδο του χρόνου. Ως αποτέλεσμα, η διατομή του καθίζοντος μειώνεται σταδιακά, και το ρεύμα λιώσεως επίσης μειώνεται. Αυτό το φαινόμενο αυξάνει την πιθανότητα πρόωρης λιώσης, πιθανώς οδηγώντας σε αναγκαστικές διακοπές κυκλώματος και διαταραχές στην ηλεκτρική υπηρεσία.
Το αργυρό, από την άλλη, παρέχει πολλά πλεονεκτήματα ως υλικό στοιχείου φυσαλίδων. Ένα από τα βασικά του πλεονεκτήματα είναι η αντίσταση στην οξείδωση. Το αργυρό δεν σχηματίζει εύκολα σταθερά οξείδια. Αντίθετα, ακόμη και αν σχηματίσει μια λεπτή επίστρωση οξείδιου, αυτή είναι ασταθής και διαλύεται εύκολα. Αυτή η ιδιότητα εξασφαλίζει ότι η συγκεκτικότητα του αργυρού παραμένει αναμεμιγμένη από την οξείδωση, διατηρώντας σταθερή ηλεκτρική απόδοση κατά τη διάρκεια της ζωής του. Επιπλέον, λόγω της υψηλής ηλεκτρικής συγκεκτικότητας, το ποσό του λιωμένου μετάλλου που παράγεται κατά τη λειτουργία της φυσαλίδας είναι ελάχιστο. Αυτή η μείωση του ποσού του λιωμένου μετάλλου επιτρέπει τη γρηγορότερη λειτουργία της φυσαλίδας, επιτρέποντάς της να διακόψει το κύκλωμα πιο γρήγορα σε περίπτωση υπερβολικού ρεύματος. Ωστόσο, η υψηλή κόστος του αργυρού σε σύγκριση με άλλα μέταλλα όπως το χάλκο ή το σύνθετο μολύβδι-ασήμι περιορίζει την ευρεία χρήση. Στις περισσότερες πρακτικές εφαρμογές, όπου η οικονομική αποδοτικότητα είναι σημαντική, χρησιμοποιούνται πιο συχνά φυσαλίδες από χάλκο ή σύνθετο μολύβδι-ασήμι.
Το ζάμπκ, όταν χρησιμοποιείται ως στοιχείο φυσαλίδων, είναι συνήθως σε μορφή λωρίδας. Αυτό οφείλεται στο ότι το ζάμπκ δεν λιώνει γρήγορα υπό μικρές συνθήκες υπερφόρτισης. Η αργότερη λειτουργία του λιώσεως του παρέχει μια βαθμό επιτρεπτότητας για μεταβατικά ή μικρά υπερβολικά ρεύματα, προστατεύοντας από αναγκαστική λειτουργία της φυσαλίδας και μειώνοντας την πιθανότητα ψευδών τριγγερίσεων στα ηλεκτρικά κύκλωμα.
