Bahan Kawat Sekering

Ciri dan Bahan Elemen Sambungan Pengaman

Bahan yang dipilih untuk elemen sambungan pengaman harus memiliki serangkaian properti tertentu. Mereka perlu memiliki titik lebur yang rendah, memastikan bahwa sambungan pengaman akan meleleh dengan cepat ketika arus berlebih mengalir melaluinya, sehingga memutus rangkaian dan melindungi sistem listrik. Selain itu, bahan-bahan ini seharusnya menunjukkan kerugian ohmik yang rendah untuk meminimalkan disipasi energi selama operasi normal. Konduktivitas listrik yang tinggi (setara dengan resistivitas yang rendah) sangat penting untuk aliran arus yang efisien tanpa menyebabkan penurunan tegangan yang signifikan. Efisiensi biaya adalah faktor lain yang krusial, karena sambungan pengaman digunakan dalam jumlah besar di berbagai aplikasi listrik. Selanjutnya, bahan tersebut seharusnya bebas dari properti apa pun yang dapat menyebabkan degradasi atau kegagalan seiring waktu, memastikan kinerja yang andal.

Secara umum, elemen sambungan pengaman dibuat dari bahan dengan titik lebur yang rendah, seperti timah, timbal, atau seng. Meskipun logam-logam ini terkenal dengan karakteristik titik leburnya yang rendah, perlu dicatat bahwa beberapa logam dengan hambatan spesifik yang tinggi juga dapat menawarkan titik lebur yang rendah, seperti yang ditunjukkan dalam tabel di bawah. Bahan-bahan ini memberikan keseimbangan antara kemampuan untuk meleleh dengan cepat dalam kondisi gangguan dan kebutuhan untuk mempertahankan kinerja listrik yang dapat diterima selama operasi normal.

Bahan Elemen Sambungan Pengaman: Properti, Aplikasi, dan Kompromi

Bahan yang umumnya digunakan untuk elemen sambungan pengaman termasuk timah, timbal, perak, tembaga, seng, aluminium, dan paduan timbal dan timah. Setiap bahan memiliki karakteristik unik yang membuatnya cocok untuk aplikasi tertentu dalam rangkaian listrik.

Paduan timbal dan timah biasanya digunakan untuk sambungan pengaman dengan rating arus kecil. Namun, ketika arus melebihi 15A, paduan ini menjadi kurang praktis. Untuk aplikasi arus yang lebih tinggi, menggunakan paduan timbal-timah akan memerlukan kawat sambungan pengaman dengan diameter yang lebih besar. Akibatnya, ketika sambungan pengaman meleleh, jumlah logam cair yang dilepaskan menjadi berlebihan, yang dapat menimbulkan risiko keselamatan dan mungkin juga menyebabkan kerusakan yang lebih luas pada komponen sekitarnya.

Untuk rangkaian dengan rating arus melebihi 15A, sambungan pengaman kawat tembaga sering menjadi pilihan yang disukai. Meskipun penggunaannya sangat luas, tembaga memiliki beberapa kekurangan yang signifikan. Untuk mencapai faktor penyambungan yang cukup rendah (rasio antara arus penyambungan minimum dengan arus nominal), sambungan pengaman kawat tembaga cenderung beroperasi pada suhu yang relatif tinggi. Suhu operasi yang tinggi ini dapat menyebabkan kawat panas berlebihan seiring waktu. Sebagai akibatnya, luas penampang kawat secara bertahap berkurang, dan arus penyambungan juga menurun. Fenomena ini meningkatkan kemungkinan peleburan prematur, yang berpotensi menyebabkan gangguan sirkuit yang tidak perlu dan gangguan layanan listrik.

Di sisi lain, perak menawarkan beberapa keuntungan sebagai bahan elemen sambungan pengaman. Salah satu manfaat utamanya adalah resistensinya terhadap oksidasi; perak tidak mudah membentuk oksida yang stabil. Bahkan jika lapisan tipis oksida terbentuk, ia tidak stabil dan mudah hancur. Properti ini memastikan bahwa konduktivitas perak tetap tidak terpengaruh oleh oksidasi, menjaga kinerja listrik yang konsisten sepanjang masa pakainya. Selain itu, berkat konduktivitas listriknya yang tinggi, jumlah logam cair yang dihasilkan saat sambungan pengaman beroperasi diminimalisir. Pengurangan massa logam cair ini memungkinkan operasi sambungan pengaman yang lebih cepat, memungkinkannya memutus rangkaian lebih cepat dalam kondisi arus berlebih. Namun, biaya perak yang tinggi dibandingkan dengan logam lain seperti tembaga atau paduan timbal-timah membatasi penggunaannya yang luas. Dalam sebagian besar aplikasi praktis, di mana efisiensi biaya merupakan pertimbangan yang signifikan, tembaga atau paduan timbal-timah lebih sering digunakan sebagai kawat sambungan pengaman.

Seng, ketika digunakan sebagai elemen sambungan pengaman, biasanya dalam bentuk strip. Ini karena seng tidak meleleh dengan cepat dalam kondisi overload kecil. Perilaku melelehnya yang relatif lebih lambat memberikan toleransi tertentu terhadap arus sementara atau minor, mencegah operasi sambungan pengaman yang tidak perlu dan mengurangi kemungkinan trip palsu dalam rangkaian listrik.