Причината, поради която предпазителите се изгарят по-бавно, когато входната мощност е по-висока от нормалната

Когато е свързан с входяща мощност (напруга), по-висока от нормалната, предпазителът се разтваря за по-дълго време, главно поради следните причини:

Влиянието на връзката между ток и напруга

Законът на Ом в действие

Според закона на Ом (където I е токът, U е напрежението, R е съпротивлението), при постоянна съпротивителност на контура, увеличаването на напрежението обикновено води до увеличаване на тока. Но за някои контури, съдържащи индуктори, кондензатори и други компоненти, увеличаването на напрежението не води непременно до незабавно пропорционално увеличение на тока.

Например, в контур, съдържащ индуктори, когато напрежението бъде изведнъж увеличено, индукторът ще създаде обратна електромоторна сила, за да блокира бързата промяна на тока, като прави тока да се повишава относително бавно. Това означава, че за кратко време, въпреки че напрежението е увеличено, токът може да не достигне стойността, при която предпазителят ще се разтопи.

Влияние на характеристиките на товара

Различни товари реагират различно на промяната в напрежението. Някои товари имат относително стабилни изисквания за ток, дори и ако входното напрежение се увеличи, увеличението на тока е по-ограничено. Например, регулаторният контур в някои електронни устройства ще поддържа стабилността на изходния ток в определен диапазон, дори и ако входното напрежение се увеличи, то няма значително да увеличи тока.

За чисто резистивни товари, като нагреватели, увеличението на напрежението ще увеличи тока пропорционално. Но в практика, много контури не са чисто резистивни товари, така че влиянието на повишаването на напрежението върху тока е по-сложено.

Фактори в механизма на предпазителя

Процес на натрупване на топлина

Предпазителят се разтапя, защото топлината, генерирана от минаващия ток, надвишава капацитета на предпазителя. Когато входното напрежение се увеличи, въпреки че токът може да се увеличи, времето, необходимо за натрупване на топлина, за да се разтопи предпазителят, ще бъде по-дълго.

Предпазителите обикновено са направени от метален материал с ниска точка на топене, и когато електрически ток преминава през него, се генерира топлина, за да се увеличи температурата на предпазителя. Предпазителят ще се разтопи само ако температурата се увеличи достатъчно, за да го разтопи. Натрупването на топлина е процес, който изисква време, дори и ако токът се увеличи, е нужно известно време, за да се предпазителят достигне температурата, при която ще се разтопи.

Например, предпазител, проектиран за определена стойност на тока, при нормално работно напрежение, може да се разтопи в рамките на няколко секунди, когато токът превиши допустимата стойност. Но ако входното напрежение се увеличи, при условие че токът се увеличи до степен, при която може да са необходими десетки секунди или дори по-дълго време, за да се разтопи предпазителят, поради сравнително бавния процес на натрупване на топлина.

Дизайнерски характеристики на предпазителите

Дизайнът на предпазителите обикновено взима предвид определена толерантност към прекомерно напрежение и ток. В случай на повишаване на напрежението в определен диапазон, предпазителят няма да се разтопи веднага, но може да издържи прекомерно напрежение и ток за определено време, за да се избегне неверно разтапяне при мигновени флуктуации на напрежението или краткосрочно прекомерно ток.

Например, някои висококачествени предпазители могат да имат широк диапазон на работно напрежение и по-добра устойчивост към прекомерно напрежение, и все още могат да поддържат нормална работа за определено време, когато входното напрежение е леко по-високо от нормалното, без да се разтопят веднага. Това е за подобряване на надеждността и стабилността на контура, за да се избегне честата замяна на предпазители.