La razón por la que los fusibles tardan más en fundirse cuando la potencia de entrada es mayor de lo normal

Cuando está conectado a un suministro de energía (voltaje) superior al normal, el fusible tarda más en fundirse, principalmente por las siguientes razones:

El efecto de la relación entre corriente y voltaje

La ley de Ohm en acción

Según la ley de Ohm (donde es la corriente, es el voltaje, es la resistencia), en el caso de una resistencia del circuito constante, el aumento de voltaje suele llevar a un aumento de la corriente. Sin embargo, para algunos circuitos que contienen inductores, capacitores y otros componentes, el aumento de voltaje no necesariamente lleva a un aumento inmediato proporcional de la corriente.

Por ejemplo, en un circuito que contiene inductores, cuando el voltaje se incrementa repentinamente, el inductor generará una fuerza electromotriz inversa para bloquear el cambio rápido de corriente, haciendo que la corriente suba relativamente lentamente. Esto significa que durante un corto período de tiempo, aunque el voltaje aumente, la corriente puede no alcanzar el valor de corriente de fusión del fusible.

Influencia de las características de la carga

Diferentes cargas responden de manera diferente a los cambios de voltaje. Algunas cargas tienen requisitos de corriente relativamente estables, incluso si el voltaje de entrada aumenta, el aumento de corriente es más limitado. Por ejemplo, el circuito regulador de voltaje en algunos dispositivos electrónicos mantendrá la estabilidad de la corriente de salida dentro de un cierto rango, incluso si el voltaje de entrada aumenta, no aumentará significativamente la corriente.

Para cargas puramente resistivas, como calentadores, un aumento de voltaje aumentará la corriente proporcionalmente. Sin embargo, en la práctica, muchos circuitos no son cargas puramente resistivas, por lo que el efecto del aumento de voltaje sobre la corriente es más complejo.

Factores en el mecanismo de fusión del fusible

Proceso de acumulación de calor

Un fusible se funde porque el calor generado por la corriente que pasa a través de él excede la capacidad del fusible. Cuando el voltaje de entrada se incrementa, aunque la corriente pueda aumentar, el tiempo de acumulación de calor necesario para que el fusible se funda será mayor.

Los fusibles suelen estar hechos de material metálico con punto de fusión bajo, y cuando pasa una corriente eléctrica, se genera calor para elevar la temperatura del fusible. Un fusible solo se fundirá si la temperatura sube lo suficiente para derretirlo. La acumulación de calor es un proceso de tiempo, incluso si la corriente aumenta, se necesita un cierto tiempo para que el fusible alcance la temperatura de fusión.

Por ejemplo, un fusible calibrado para una corriente, a un voltaje de operación normal, puede fundirse en pocos segundos cuando la corriente que pasa supera su calificación. Pero si el voltaje de entrada aumenta, asumiendo que la corriente aumenta hasta el punto donde puede tomar decenas de segundos o incluso más para fundirse debido a la tasa de acumulación de calor relativamente lenta.

Características de diseño de los fusibles

El diseño de los fusibles suele tener en cuenta una cierta tolerancia a sobrevoltajes y sobrecorrientes. En el caso de un aumento de voltaje dentro de un cierto rango, el fusible no se fundirá inmediatamente, sino que puede soportar sobrevoltajes y sobrecorrientes durante un período de tiempo para evitar un fallo por fluctuaciones instantáneas de voltaje o sobrecorrientes breves.

Por ejemplo, algunos fusibles de alta calidad pueden tener un amplio rango de voltaje de operación y mejor resistencia a sobrevoltajes, y aún pueden mantener una operación normal durante un período de tiempo cuando el voltaje de entrada es ligeramente superior al voltaje normal, sin fundirse inmediatamente. Esto es para mejorar la confiabilidad y estabilidad del circuito, para evitar el reemplazo frecuente de fusibles.