Fusesnarmaterialer

Egenskaper og materialer for sikringskomponenter

Materialevalget for sikringskomponenter må ha en spesifikk rekke egenskaper. De må ha et lavt smeltepunkt, slik at sikringen smelter raskt når det går for høye strømmer gjennom den, og dermed avbryter kretsen og beskytter elektriske systemer. I tillegg skal disse materialeene vise lav ohmsk tap for å minimere energiforbruk under normal drift. Høy elektrisk ledeevne (svarende til lav resistivitet) er essensiell for effektiv strømoverføring uten å forårsake betydelige spenningsfall. Kostnadseffektivitet er en annen viktig faktor, da sikringer brukes i store mengder over ulike elektriske applikasjoner. Dessuten bør materialet være fritt for egenskaper som kan føre til nedbryting eller mislykking over tid, for å sikre pålitelig ytelse.

Vanligvis lages sikringskomponenter av materialer med lavt smeltepunkt, som tin, bly eller sink. Mens disse metallene er kjent for sine egenskaper med lavt smeltepunkt, er det viktig å merke seg at noen metaller med høy spesifik motstand også kan tilby et lavt smeltepunkt, som vist i tabellen nedenfor. Disse materialene gir en balanse mellom evnen til å smelte raskt under feilsituasjoner og behovet for å opprettholde akseptabel elektrisk ytelse under normal drift.

Sikringskomponentmaterialer: Egenskaper, anvendelser og kompromisser

Materialene som vanligvis benyttes for sikringskomponenter, inkluderer tin, bly, sølv, kobber, sink, aluminium, og en legering av bly og tin. Hvert materiale har unike egenskaper som gjør det egnet for spesifikke anvendelser innen elektriske kretser.

En legering av bly og tin brukes typisk for sikringer med små strømmålinger. Når strømmen overstiger 15A, blir denne legeringen mindre praktisk. For høystrømsapplikasjoner ville bruk av en bly-tin-legering kreve sikringstråd med større diameter. Dette kan føre til at en stor mengde flytende metall frigjøres når sikringen smelter, noe som kan utgjøre sikkerhetsrisiko og potensielt skade omkringliggende komponenter.

For kretser med strømmålinger over 15A, er kobbertrådsikringer ofte foretrukket valg. Til tross for sin utbredte bruk, har kobber noen bemerkelsesverdige ulemper. For å oppnå en rimelig lav fusjonsfaktor (forholdet mellom minimum fusjonsstrøm og nominell strøm), opererer kobbertrådsikringer gjerne ved relativt høye temperaturer. Denne økte driftstemperaturen kan føre til at tråden overheter over tid. Som en konsekvens av dette, minker tverrsnittsarealet gradvis, og fusjonsstrømmen faller også. Dette fenomenet øker sannsynligheten for for tidlig smelting, som kan føre til unødvendige kretsavbrudd og forstyrrelser i elektriske tjenester.

Sølv, på den andre siden, tilbyr flere fordeler som materiale for sikringskomponenter. En av de viktigste fordelene er dens motstand mot oksidasjon; sølv danner ikke lett stabile oksider. Selv om en tynn lag av oksid skulle danne seg, er den ustabil og bryter lett ned. Denne egenskapen sikrer at ledningsevnen til sølv forbli uforandret av oksidasjon, og vedlikeholder konsekvent elektrisk ytelse gjennom hele tjenesteperioden. I tillegg, grunnet sin høye elektriske ledeevne, minimeres mengden flytende metall generert når sikringen aktiveres. Denne reduksjonen i massen av flytende metall muliggjør raskere virkning av sikringen, og lar den avbryte kretsen raskere i tilfelle overstrømning. Imidlertid begrenser sølvets høye kostnad sammenlignet med andre metaller som kobber eller bly-tin-legeringer, dess utbredte bruk. I de fleste praktiske anvendelser, hvor kostnadseffektivitet er en viktig overveielse, brukes kobber eller bly-tin-legeringer oftere som sikringstråd.

Sink, når det brukes som sikringskomponent, er typisk i form av strip. Dette skyldes at sink ikke smelter raskt under små overlastsforhold. Dens relativt langsomme smelteatferd gir en grad av toleranse for midlertidige eller mindre overstrømninger, og unngår unødvendig sikringsvirksomhet, og reduserer risikoen for falske tripp i elektriske kretser.