Årsagen til, at sikringer tager længere tid på at springe, når indgående strøm er højere end normalt

Når den er forbundet til en højere end normal strømforsyning (spænding), tager sikringen længere tid at springe, hovedsageligt af følgende grunde:

Effekten af forholdet mellem strøm og spænding

Ohms lov i praksis

Ifølge Ohms lov (hvor I er strømmen, U er spændingen, R er modstanden), vil en stigning i spændingen ved konstant kredsløbsmodstand generelt føre til en stigning i strømmen. Dog vil for nogle kredsløb, der indeholder induktorer, kondensatorer og andre komponenter, ikke en spændingsstigning nødvendigvis føre til en umiddelbar proportional stigning i strømmen.

For eksempel, i et kredsløb, der indeholder induktorer, vil en pludselig stigning i spændingen få induktoren til at oprette en modsatrettede elektromotorisk kraft, der blokerer for den hurtige ændring i strømmen, hvilket gør, at strømmen stiger relativt langsomt. Dette betyder, at i en kort periode, selvom spændingen stiger, kan strømmen muligvis ikke nå op på den strøm, der kræves for at springe sikringen.

Indflydelse af lastegenskaber

Forskellige laster reagerer forskelligt på spændingsændringer. Nogle laster har relativt stabile strømbehov, selvom inputspændingen stiger, vil stigningen i strømmen være mere begrænset. For eksempel vil reguleringskredsløbet i nogle elektroniske enheder opretholde stabil outputstrøm inden for en bestemt rækkevidde, selvom inputspændingen stiger, vil det ikke øge strømmen betydeligt.

For ren resistiv last, som varmelegeme, vil en stigning i spændingen øge strømmen proportionalt. Men i praksis er mange kredsløb ikke rene resistive laster, så effekten af en spændingsstigning på strømmen er mere kompliceret.

Faktorer i sikringens mekanisme

Varmeakkumuleringsproces

En sikring springer, fordi den varme, der genereres af den igennemgående strøm, overstiger sikringens kapacitet. Når inputspændingen stiger, vil strømmen muligvis stige, men den tid, det tager for sikringen at springe, vil være længere.

Sikringer er typisk lavet af metal med lav smeltepunkt, og når strøm passerer igennem, genereres varme, der øger temperaturen på sikringen. En sikring springer kun, hvis temperaturen stiger nok til at smelte den. Akkumuleringen af varme er en tidsprocess, selvom strømmen stiger, tager det en vis tid at få sikringen op på den temperatur, hvor den springer.

For eksempel kan en sikring, der er dimensioneret til en given strøm, springe inden for få sekunder, når den igennemgående strøm overskrider dens rating. Men hvis inputspændingen stiger, og strømmen stiger til et punkt, hvor det kan tage tiere af sekunder eller endda længere at få sikringen til at springe, pga. den relativt langsomme varmeakkumuleringsrate.

Designegenskaber for sikringer

Designet af sikringer tager typisk højde for en vis overvoltage- og overcurrenttolerance. Ved en spændingsstigning inden for en bestemt rækkevidde, vil sikringen ikke springe øjeblikkeligt, men kan holde ud overvoltage og overcurrent i en periode for at undgå misfires pga. momentane spændingsfluktuationer eller korte overcurrentepisoder.

For eksempel kan nogle højkvalitets sikringer have en bred driftsspændingsrække og bedre modstandskraft over for overvoltage, og stadig kan de bevare normal drift i en periode, når inputspændingen er lidt højere end normal, uden at springe øjeblikkeligt. Dette er for at forbedre kredsløbets pålidelighed og stabilitet og undgå hyppig sikringsskift.