Materiais de fío de fusible

Características e Materiais dos Elementos de Fusible

Os materiais seleccionados para os elementos de fusible deben posuír un conxunto específico de propiedades. Teñen que ter un punto de fusión baixo, asegurando que o fusible se derretirá rapidamente cando pase unha corrente excesiva, interrompendo así o circuito e protexendo o sistema eléctrico. Ademais, estes materiais deben exhibir unha baixa perda ohmica para minimizar a dissipación de enerxía durante a operación normal. A alta conductividade eléctrica (equivalente a unha baixa resistividade) é esencial para un flujo de corrente eficiente sen causar caídas de voltaxe significativas. A rentabilidade é outro factor crucial, xa que os fusibles úsanse en cantidades grandes en varias aplicacións eléctricas. Ademais, o material debe estar libre de calquera propiedade que poida levar á degradación ou fallo ao longo do tempo, asegurando un rendemento fiable.

Comúnmente, os elementos de fusible están feitos de materiais con puntos de fusión baixos, como o estaño, o chumbo ou o zinco. Aínda que estes metais son ben coñecidos polas súas características de baixo punto de fusión, é importante notar que algúns metais con alta resistencia específica tamén poden ofrecer un punto de fusión baixo, como ilustra a táboa a continuación. Estes materiais proporcionan un equilibrio entre a capacidade de derretirse rapidamente en condicións de fallo e a necesidade de manter un rendemento eléctrico aceptable durante a operación normal.

Materiais dos Elementos de Fusible: Propiedades, Aplicacións e Compromisos

Os materiais comúnmente utilizados para os elementos de fusible inclúen estaño, chumbo, prata, cobre, zinco, aluminio e unha liga de chumbo e estaño. Cada material ten características distintas que o fan adecuado para aplicacións específicas dentro dos circuitos eléctricos.

Unha liga de chumbo e estaño empregase típicamente para fusibles con clasificacións de corrente pequenas. No entanto, cando a corrente excede os 15A, esta liga torna-se menos práctica. Para aplicacións de corrente superior, usar unha liga de chumbo-estaño require fusibles con diámeters maiores. En consecuencia, cando o fusible se derrete, libérase unha cantidade excesiva de metal fundido, que pode supor riscos de seguridade e tamén pode levar a danos máis extensos nos compoñentes circundantes.

Para circuitos con clasificacións de corrente máis allá de 15A, os fusibles de cable de cobre son aínda a elección preferida. A pesar da súa amplia utilización, o cobre ten algunhas desvantaxes notables. Para lograr un factor de fusión relativamente baixo (a relación entre a corrente mínima de fusión e a corrente nominal), os fusibles de cable de cobre tenden a operar a temperaturas relativamente altas. Esta elevada temperatura de operación pode facer que o cable se sobrecalcente ao longo do tempo. Como resultado, a área de sección transversal do cable diminúe gradualmente, e a corrente de fusión tamén diminúe. Este fenómeno aumenta a probabilidade de fusión prematura, potencialmente levando a interrupcións innecesarias do circuito e perturbacións no servizo eléctrico.

A prata, por outro lado, ofrece varias vantaxes como material para elementos de fusible. Unha das súas principais ventajas é a súa resistencia á oxidación; a prata non forma facilmente óxidos estables. Incluso se forma unha capa fina de óxido, é inestable e desfágase facilmente. Esta propiedade asegura que a conductividade da prata permanezca inalterada pola oxidación, mantendo un rendemento eléctrico consistente ao longo da súa vida útil. Ademais, debido á súa alta conductividade eléctrica, a cantidade de metal fundido xerado cando o fusible funciona é mínima. Esta redución na masa de metal fundido permite unha operación máis rápida do fusible, permitíndolle interromper o circuito máis rápido en caso de condicións de sobre-corrente. No entanto, o alto custo da prata en comparación con outros metais como o cobre ou a liga de chumbo-estaño limita a súa utilización xeralizada. Nas aplicacións prácticas onde a rentabilidade é unha consideración significativa, o cobre ou as ligas de chumbo-estaño son máis comúnmente usadas como cables de fusible.

O zinco, cando se usa como elemento de fusible, está tipicamente en forma de tira. Isto é porque o zinco non se derrete rapidamente en condicións de sobrecarga pequena. O seu comportamento de fusión relativamente lento proporciona un grao de tolerancia para sobrecorrentes transitórias ou menores, evitando a operación innecesaria do fusible e reducindo a probabilidade de disparos falsos nos circuitos eléctricos.