Syy siihen, miksi sekunnit kestävät pidempään kuin normaalisti, kun syöttötulos on korkeampi kuin tavallisesti

Kun virtalähde on yleisestä korkeampi (jännite), sivuaukko kestää pidempään ennen räjähtämistä, pääasiassa seuraavista syistä:

Sähkövirta- ja jännitteen välisen suhteen vaikutus

Ohmin laki käytännössä

Ohmin laissa (missä I on sähkövirta, U on jännite, R on vastus) vakiovarauksen tapauksessa jännitteen nousu johtaa yleensä sähkövirran kasvuun. Jotkut piirissä olevat induktanssit, kondensaattorit ja muut komponentit kuitenkin voivat estää jännitteen nousun aiheuttaman välittömän verrannollisen sähkövirran kasvun.

Esimerkiksi induktanssin sisältävässä piirissä, kun jännite nousee yhtäkkiä, induktanssi tuottaa vastustavaa sähkömotoriota, joka hidastaa sähkövirran nopeaa muutosta, mikä tarkoittaa, että sähkövirta nousee suhteellisen hitaasti. Tämä tarkoittaa, että lyhyen ajan sisällä, vaikka jännite nousee, sähkövirta ei välttämättä saavuta sivuaukon räjähtämiseen tarvittavaa arvoa.

Tehonkulutuksen ominaispiirteiden vaikutus

Eri tehonkulutukset reagoivat eri tavoin jännitteen muutoksiin. Joillakin tehonkulutuksilla on suhteellisen vakio sähkövirran tarve, ja vaikka syöttöjännite nousee, sähkövirran kasvu on rajattu. Esimerkiksi joissakin sähkölaitteissa oleva jännitesäädin säilyttää ulosmenovirtauksen vakiona tietyssä raja-arvossa, vaikka syöttöjännite nousee, se ei lisää sähkövirran määrää merkittävästi.

Puhdasta vastusta kuvaaville tehonkulutuksille, kuten lämmitysjohtimille, jännitteen nousu kasvattaa sähkövirran verrannollisesti. Käytännössä kuitenkin monet piirit eivät ole puhdasta vastusta kuvaavia, joten jännitteen nousun vaikutus sähkövirraan on monimutkaisempi.

Sivuaukon toimintamekanismiin liittyvät tekijät

Lämpötilan kertymäprosessi

Sivuauko räjähtää, koska lämpö, joka syntyy sähkövirran kulkemisesta, ylittää sivuaukon kapasiteetin. Kun syöttöjännite nousee, vaikka sähkövirta voi kasvaa, sivuaukon räjähtämiseen tarvittava lämpötilan kertymisaika on pidempi.

Sivuaukot on yleensä valmistettu alhaisella sulamispisteellä olevista metallimateriaaleista, ja kun sähkövirta kulkee sen kautta, lämpöä tuotetaan, mikä nostaa sivuaukon lämpötilaa. Sivuauko räjähtää vain, jos lämpötila nousee riittävästi sulattamaan sen. Lämpötilan kertyminen on aikaprosessi, joten vaikka sähkövirta kasvaa, siihen kuluu aikaa, ennen kuin sivuaukon lämpötila saavuttaa räjähtämisen kannalta tarvittavan tason.

Esimerkiksi normaalilla toimintajännitteellä suunniteltu sivuauko, jonka sähkövirtaraja on I, saattaa räjähtää muutamassa sekunnissa, kun sähkövirta ylittää rajan. Jos syöttöjännite nousee, olettaen, että sähkövirta kasvaa niin, että sivuaukon lämpötilan kertymisaika voi olla useita sekunteja tai jopa minuutteja, koska lämpötilan kertymisaika on suhteellisen hidasta.

Sivuaukoiden suunnittelun ominaispiirteet

Sivuaukoiden suunnittelu ottaa huomioon tietyt ylijännite- ja ylisähkövirtakapasiteetit. Tietyssä jännitteen nousurajassa sivuauko ei räjähdä välittömästi, vaan se voi kestää ylijännitteen ja ylisähkövirran hetken ajan, välttääksesi väärän räjähtämisen tilapäisistä jännitteen heilahteluista tai lyhytaikaisista ylisähkövirroista.

Esimerkiksi jotkut laadukkaat sivuaukot voivat sietää laajan toimintajännitealueen ja paremman ylijännitteen vastustamisen, ja ne voivat ylläpitää normaalia toimintaa hetken ajan, kun syöttöjännite on hieman korkeampi kuin normaali, ilman, että ne räjähtävät välittömästi. Tämä parantaa piirin luotettavuutta ja vakautta, välttää sivuaukkujen usean kertaisen vaihdon.