Materijali za žice prekidača

Karakteristike i materijali za elemente sigurnosnih prekidača

Materijali odabrani za elemente sigurnosnih prekidača moraju posjedovati određeni skup svojstava. Moraju imati nisku točku taloženja kako bi sigurnosni prekidnik brzo istal kada preko njega prođe preveliki struja, time prekidajući krug i štitivši električni sustav. Također, ovi materijali trebaju pokazivati niske ohmičke gubitke kako bi se minimizirala rasipanja energije tijekom normalne operacije. Visoka električna provodljivost (ekvivalentna niskoj otpornosti) je neophodna za učinkoviti tok struje bez značajnog pada napona. Učinkovitost s obzirom na troškove je još jedan ključni faktor, jer se sigurnosni prekidači koriste u velikim količinama u različitim električnim primjenama. Nadalje, materijal bi trebao biti slobodan od svih svojstava koja bi mogla dovesti do degradacije ili propusta tijekom vremena, osiguravajući pouzdanu performansu.

Uobičajeno, elementi sigurnosnih prekidača izrađuju se od materijala s niskom točkom taloženja, poput cinka, olova ili kalaja. Iako su ovi metali poznati po svojoj nisko točki taloženja, važno je napomenuti da neki metali s visokom specifičnom otpornosti također mogu pružiti nisku točku taloženja, kao što je prikazano u tablici ispod. Ovi materijali pružaju ravnotežu između sposobnosti brzog taloženja pod uvjetima greške i potrebe održavanja prihvatljive električne performanse tijekom normalne operacije.

Materijali za elemente sigurnosnih prekidača: Svojstva Primjene i Kompromisi

Materijali često korišteni za elemente sigurnosnih prekidača uključuju kalaj, olovo, srebro, bakar, cinc, aluminij i leguru olova i kalaja. Svaki materijal ima određena svojstva koja ga čine pogodnim za specifične primjene unutar električnih krugova.

Legura olova i kalaja obično se koristi za prekidače s malim nominalnim strujama. Međutim, kada struja premaši 15 A, ova legura postaje manje praktična. Za primjene s većim strujama, korištenje legure olova i kalaja zahtijeva žice prekidača s većim promjerom. Kao rezultat, kada prekidač istale, slobodna se velika količina talog metala, što može predstavljati sigurnosni rizik i može dovesti do većeg oštećenja okolnih komponenti.

Za krugove s nominalnim strujama iznad 15 A, često se koriste prekidači od bakrene žice. Unatoč širokoj upotrebi, bakar ima neka značajna ograničenja. Da bi se postigao rezonabilno nizak faktor taloženja (omjer minimalne struje taloženja i nominalne struje), prekidači od bakrene žice obično rade na relativno visokim temperaturama. Ova visoka radna temperatura može uzrokovati pretopljenje žice tijekom vremena. Kao rezultat, presječni površina žice postepeno se smanjuje, a struja taloženja također pada. Ovaj fenomen povećava vjerojatnost prematurega taloženja, što može dovesti do nepotrebnih prekida kruga i prekida u pružanju električne usluge.

Srebro, s druge strane, nudi nekoliko prednosti kao materijal za elemente sigurnosnih prekidača. Jedna od ključnih prednosti je njegova otupljivost na oksidiranje; srebro ne lako formira stabilne okside. Čak i ako se formira tanki sloj oksida, on je nestabilan i lako se razbija. Ovo svojstvo osigurava da provodljivost srebra ostane neizmijenjena od strane oksidiranja, održavajući konzistentnu električnu performansu tijekom svog vremena korištenja. Također, zbog svoje visoke električne provodljivosti, količina talog metala generirana prilikom radnje prekidača je minimalna. Ovo smanjenje mase talog metala omogućuje bržu radnju prekidača, omogućujući brže prekidanje kruga u slučaju prevelike struje. Međutim, visoka cijena srebra u usporedbi s drugim metali poput bakra ili legure olova i kalaja ograničava njegovu široku upotrebu. U većini praktičnih primjena, gdje je učinkovitost s obzirom na troškove značajan faktor, bakar ili legura olova i kalaja češće se koriste kao žice za prekidače.

Cinc, kada se koristi kao element sigurnosnog prekidača, obično se koristi u obliku trake. To je zato što cinc ne brzo taloži pod uvjetima male preopterećenosti. Njegovo relativno sporije taloženje pruža određenu toleranciju za privremene ili manje preopterećenosti, sprečavajući nepotrebnu radnju prekidača i smanjujući vjerojatnost lažnih aktivacija u električnim krugovima.