保险사용 재료

퓨즈 요소의 특성 및 재료

퓨즈 요소에 사용되는 재료는 특정한 속성을 갖추어야 합니다. 이들은 과도한 전류가 흐를 때 빠르게 녹아서 회로를 차단하고 전기 시스템을 보호해야 하므로 낮은 융점이 필요합니다. 또한 이러한 재료는 정상 작동 중 에너지 소모를 최소화하기 위해 저 오믹 손실을 가져야 합니다. 높은 전기 도전성(저 저항성과 동일)은 유의미한 전압 강하 없이 효율적인 전류 흐름을 가능하게 하는데 필수적입니다. 비용 효율성은 또 다른 중요한 요소로, 퓨즈는 다양한 전기 응용 분야에서 대량으로 사용되기 때문입니다. 더욱이, 재료는 시간이 지남에 따라 변질되거나 고장나는 성질이 없어야 하며, 이를 통해 신뢰할 수 있는 성능을 유지할 수 있습니다.

일반적으로 퓨즈 요소는 납, 납, 또는 아연과 같은 낮은 융점을 가진 재료로 만들어집니다. 이러한 금속들은 낮은 융점으로 잘 알려져 있지만, 일부 고특정 저항을 가진 금속들도 낮은 융점을 가질 수 있으며, 아래 표에서 볼 수 있습니다. 이러한 재료는 고장 조건 하에서 빠르게 녹을 수 있는 능력과 정상 작동 중에 적절한 전기 성능을 유지하는 필요성 사이의 균형을 제공합니다.

퓨즈 요소 재료: 특성, 응용, 그리고 트레이드 오프

퓨즈 요소에 일반적으로 사용되는 재료에는 납, 납, 은, 구리, 아연, 알루미늄, 그리고 납-납 합금이 포함됩니다. 각 재료는 전기 회로 내에서 특정 응용에 적합한 독특한 특성을 가지고 있습니다.

납-납 합금은 작은 전류 등급의 퓨즈에 주로 사용됩니다. 그러나 전류가 15A를 초과하면 이 합금은 덜 실용적이 됩니다. 더 높은 전류 응용에서는 납-납 합금을 사용하려면 더 큰 직경의 퓨즈 와이어가 필요합니다. 따라서 퓨즈가 녹으면 과도한 양의 용융 금속이 방출되어 안전 위험을 초래하고 주변 구성 요소에 더 많은 손상을 줄 수 있습니다.

15A를 초과하는 전류 등급의 회로에서는 구리 와이어 퓨즈가 종종 선호됩니다. 그러나 구리는 널리 사용되고 있지만 몇 가지 주목할 만한 단점이 있습니다. 비교적 낮은 퓨징 인자(최소 퓨징 전류와 정격 전류의 비율)를 달성하기 위해 구리 와이어 퓨즈는 상대적으로 높은 온도에서 작동하는 경향이 있습니다. 이 높은 작동 온도는 시간이 지남에 따라 와이어가 과열되어 점차 와이어의 단면적이 감소하고 퓨징 전류도 감소시킵니다. 이 현상은 불필요한 초기 녹아내림을 증가시키고, 결과적으로 불필요한 회로 차단과 전기 서비스 중단을 초래할 가능성이 있습니다.

반면, 은은 퓨즈 요소 재료로서 여러 장점을 제공합니다. 그 중 하나는 산화에 대한 저항력으로, 은은 쉽게 안정된 산화물 형성하지 않습니다. 설사 얇은 산화층이 형성되더라도 불안정하여 쉽게 분해됩니다. 이 특성은 은의 전기 도전성이 산화에 의해 영향을 받지 않아, 서비스 수명 동안 일관된 전기 성능을 유지합니다. 또한, 높은 전기 도전성 덕분에 퓨즈가 작동할 때 생성되는 용융 금속의 양이 최소화됩니다. 이 용융 금속 질량의 감소는 퓨즈가 과전류 조건에서 더 빠르게 회로를 차단할 수 있도록 합니다. 그러나 은의 높은 비용은 구리나 납-납 합금과 같은 다른 금속들에 비해 광범위한 사용을 제한합니다. 대부분의 실제 응용에서는 비용 효율성이 중요한 고려 사항이므로, 구리나 납-납 합금이 더 일반적으로 퓨즈 와이어로 사용됩니다.

아연은 퓨즈 요소로 사용될 때 주로 스트립 형태로 사용됩니다. 이는 아연이 소폭의 과부하 조건 하에서 빠르게 녹지 않기 때문입니다. 상대적으로 느린 녹아내림 행동은 일시적이나 미세한 과전류에 대해 일정 정도의 허용 범위를 제공하여 불필요한 퓨즈 작동을 방지하고 전기 회로에서 잘못된 트립의 가능성을 줄입니다.