سبب تأخير انفجار المقاومات عندما يكون الطاقة المدخلة أعلى من الطبيعي

هنگامی که به یک تأمین‌کننده برق با ولتاژ بالاتر از معمول متصل می‌شود، فیوز طولانی‌تر زمان می‌برد تا قطع شود، عمدتاً به دلایل زیر:

اثر رابطه جریان و ولتاژ

قانون اهم در عمل

بر اساس قانون اهم (که در آن جریان است، ولتاژ است و مقاومت است)، در صورت ثابت بودن مقاومت مدار، افزایش ولتاژ معمولاً منجر به افزایش جریان می‌شود. با این حال، برای برخی مدارهای حاوی سلف، خازن و مكونات دیگر، افزایش ولتاژ لزوماً منجر به افزایش فوری و متناسب جریان نمی‌شود.

به عنوان مثال، در یک مدار حاوی سلف، هنگامی که ولتاژ ناگهان افزایش می‌یابد، سلف یک القای الکتروموتوری معکوس ایجاد می‌کند تا تغییر سریع جریان را مسدود کند، که این امر باعث می‌شود جریان نسبتاً آرام‌سازی شود. این بدان معناست که برای مدت کوتاهی، حتی اگر ولتاژ افزایش یابد، جریان ممکن است به مقدار جریان قطع فیوز نرسد.

تأثیر مشخصات بار

بارهای مختلف به تغییرات ولتاژ پاسخ‌های متفاوتی می‌دهند. برخی بارها نیاز جریان نسبتاً ثابتی دارند، حتی اگر ولتاژ ورودی افزایش یابد، افزایش جریان محدود‌تر است. به عنوان مثال، مدار تنظیم‌کننده ولتاژ در برخی دستگاه‌های الکترونیکی پایداری جریان خروجی را در محدوده خاصی حفظ می‌کند، حتی اگر ولتاژ ورودی افزایش یابد، جریان به طور قابل توجهی افزایش نمی‌یابد.

برای بارهای محض مقاومتی، مانند گرمکن‌ها، افزایش ولتاژ منجر به افزایش متناسب جریان می‌شود. با این حال، در عمل، بسیاری از مدارها بارهای محض مقاومتی نیستند، بنابراین تأثیر افزایش ولتاژ بر جریان پیچیده‌تر است.

فاکتورهای در مکانیزم فیوز

فرآیند انباشت حرارتی

فیوز به دلیل گرم شدن بیش از حد ناشی از جریان عبوری از آن می‌سوزد. هنگامی که ولتاژ ورودی افزایش یابد، اگرچه جریان ممکن است افزایش یابد، زمان مورد نیاز برای انباشت حرارت و قطع فیوز طولانی‌تر خواهد بود.

فیوز‌ها معمولاً از مواد فلزی با نقطه ذوب پایین ساخته می‌شوند و وقتی جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند، حرارت تولید می‌کنند که دما را افزایش می‌دهد. فیوز فقط زمانی قطع می‌شود که دما به حدی افزایش یابد که فیوز را ذوب کند. انباشت حرارت یک فرآیند زمانی است و حتی اگر جریان افزایش یابد، زمان معینی می‌برد تا فیوز به دمای قطع برسد.

به عنوان مثال، یک فیوز با ظرفیت جریان مشخص، در ولتاژ عملیاتی معمولی، ممکن است در چند ثانیه قطع شود اگر جریان عبوری بیش از ظرفیت باشد. اما اگر ولتاژ ورودی افزایش یابد، فرض کنید جریان به حدی افزایش یابد که ممکن است به دلیل نرخ انباشت حرارتی کند، چند ده ثانیه یا حتی بیشتر طول بکشد تا فیوز قطع شود.

ویژگی‌های طراحی فیوز‌ها

طراحی فیوز‌ها معمولاً تا حدی تحمل ولتاژ و جریان بیش از حد را در نظر می‌گیرد. در صورت افزایش ولتاژ در محدوده خاصی، فیوز فوراً قطع نمی‌شود، بلکه می‌تواند ولتاژ و جریان بیش از حد را برای مدت زمانی تحمل کند تا از قطع غیرمجاز به دلیل نوسانات ولتاژ فوری یا جریان بیش از حد کوتاه مدت جلوگیری کند.

به عنوان مثال، برخی فیوز‌های با کیفیت بالا ممکن است دامنه ولتاژ عملیاتی گسترده‌تری داشته باشند و مقاومت بهتری در برابر ولتاژ بیش از حد داشته باشند و هنگامی که ولتاژ ورودی کمی بالاتر از ولتاژ معمولی باشد، همچنان می‌توانند برای مدت زمانی عملکرد نرمال داشته باشند بدون اینکه فوراً قطع شوند. این برای بهبود قابلیت اطمینان و پایداری مدار است تا از تغییر مکرر فیوز‌ها جلوگیری شود.