Materijali za žice prekidača

Karakteristike i materijali za elemente špilica

Materijali odabrani za elemente špilica moraju imati specifičan set osobina. Moraju imati nisku tačku taloženja kako bi špilica brzo istalila kada preko nje prođe prekomjerna struja, time prekidajući krug i zaštitivši električni sistem. Takođe, ovi materijali trebaju da pokazuju niske ohmičke gubitke kako bi se smanjila disipacija energije tokom normalne operacije. Visoka električna provodljivost (ekvivalentna niskoj otpornosti) je neophodna za efikasno proticanje struje bez značajnog pada napona. Efikasnost po trošku je još jedan ključni faktor, jer se špilice koriste u velikim količinama u različitim električnim primenama. Pored toga, materijal bi trebao biti slobodan od svojstava koji bi mogli dovesti do degradacije ili otkaza tokom vremena, osiguravajući pouzdanu performansu.

Uobičajeno, elementi špilica izrađuju se od materijala sa niskom tačkom taloženja, kao što su tin, olovo ili cink. Iako su ovi metali poznati po svojoj niskoj tački taloženja, važno je napomenuti da neki metali sa visokim specifičnim otporom takođe mogu pružati nisku tačku taloženja, kao što je prikazano u tabeli ispod. Ovi materijali pružaju ravnotežu između sposobnosti brzog taloženja pod uslovima greške i potrebe održavanja prihvatljive električne performanse tokom normalne operacije.

Materijali za elemente špilica: osobine, primene i kompromise

Materijali uobičajeno korišćeni za elemente špilica uključuju tin, olovo, srebro, bakar, cink, aluminijum i leguru olova i tina. Svaki materijal ima specifične karakteristike koje ga čine pogodnim za specifične primene unutar električnih krugova.

Legura olova i tina se tipično koristi za špilice sa malim nominalnim strujama. Međutim, kada struja premaši 15A, ova legura postaje manje praktična. Za primene s većom strujom, korišćenje legure olova i tina zahteva špilične žice većeg preseka. Kao posledica, kada špilica istali, slobodni se veliki iznos talog metala, što može predstavljati sigurnosni rizik i može dovesti do veće štete okružujućih komponenti.

Za krugove sa nominalnom strujom preko 15A, često se preferiraju špilice od bakrene žice. Unatoč njenoj širokoj upotrebi, bakar ima nekoliko značajnih nedostataka. Da bi se dostigao rezonabilno niski faktor spajanja (odnos minimalne fuzne struje i nominalne struje), bakrene špilice obično rade na relativno visokim temperaturama. Ova povišena radna temperatura može uzrokovati pregrejanje žice tokom vremena. Kao rezultat, prečni presek žice postepeno smanji, a fuzna struja takođe opada. Ovaj fenomen povećava verovatnoću prekasnog taloženja, što može dovesti do nepotrebnih prekida kruga i prekida u električnoj usluzi.

Srebro, s druge strane, nudi nekoliko prednosti kao materijal za element špilice. Jedna od njegovih ključnih prednosti jeste otpornost na oksidaciju; srebro ne lako formira stabilne oksidi. Čak i ako se formira tanki sloj oksida, on je nestabilan i lako se razbija. Ova osobina osigurava da provodljivost srebra ostane neizmenjena tokom njegovog životnog veka. Takođe, zbog svoje visoke električne provodljivosti, količina talog metala generisana kada špilica radi, je minimizirana. Ovo smanjenje mase talog metala omogućava bržu operaciju špilice, dozvoljavajući joj da prekine krug brže u slučaju prekomjerne struje. Međutim, visoka cena srebra u poređenju sa drugim metalima, poput bakra ili legure olova i tina, ograničava njegovu široku upotrebu. U većini praktičnih primena, gde je efikasnost po trošku značajan faktor, bakar ili legura olova i tina su češće korišćeni kao špilične žice.

Cink, kada se koristi kao element špilice, obično je u obliku trake. To je zato što cink ne taloži brzo pod uslovima male pretjerane struje. Njegovo relativno sporije taloženje pruža stepen tolerancije za privremene ili manje prekomjerne struje, sprečavajući nepotrebnu operaciju špilice i smanjujući verovatnoću lažnih aktivacija u električnim krugovima.