Az ok, amiért a szekerek tovább tartanak, amikor a bemenő energia meghaladja a normál értéket

Amel nagyobb, mint a normál értékű bemeneti tápegés (feszültség) esetén a védőelem hosszabb ideig tart elhasználódni, főleg az alábbi okokból:

A áram és feszültség kapcsolatának hatása

Ohm törvényének működése

Az Ohm törvénye szerint (ahol I az áram, U a feszültség, R a ellenállás), konstans kör ellenállás mellett a feszültség növekedése általában az áram növekedéséhez vezet. Azonban olyan áramkörök esetén, amelyekben induktív elemek, kondenzátorok és egyéb komponensek találhatók, a feszültség növekedése nem feltétlenül eredményezi az áram szoros arányú növekedését.

Például, ha egy áramkörben induktív elemek vannak, és a feszültség hirtelen növekszik, az induktív elem ellentétes elektromotív erőt generál, ami lassítja az áram gyors változását, így az áram növekedése viszonylag lassú lesz. Ez azt jelenti, hogy rövid időre, bár a feszültség növekedett, az áram nem feltétlenül éri el a védőelem elhasználódási áramát.

Terhelés jellemzőinek hatása

Különböző terhelések eltérően reagálnak a feszültségváltozásokra. Néhány terhelésnek relatíve stabil áramszerűsége van, még akkor is, ha a bemeneti feszültség növekszik, az áram növekedése korlátozottabb. Például, néhány elektronikus eszköz feszültségregulátor áramköre stabilitást biztosít a kimeneti áramban adott tartományon belül, még akkor is, ha a bemeneti feszültség növekszik, az áram jelentős mértékben nem növekszik.

Tiszta ellenállási terhelések, például fűtők esetén a feszültség növekedése arányosan növeli az áramot. A gyakorlatban azonban sok áramkör nem tiszta ellenállási terhelést jelent, ezért a feszültség emelkedésének hatása az áramra összetettebb.

A védőelem működésének tényezői

Hőmérséklet gyülemlési folyamat

A védőelem elhasználódása az átmenő áram által generált hő miatt történik, amely meghaladja a védőelem képességét. Ha a bemeneti feszültség növekszik, bár az áram is növekszik, a védőelem elhasználódáshoz szükséges hőmérséklet-gyülemlési idő hosszabb lesz.

A védőelemek általában alacsony olvadáspontú fém anyagból készülnek, és amikor áram áthalad rajtuk, hőt termelnek, ami a védőelem hőmérsékletét növeli. A védőelem csak akkor hasad, ha a hőmérséklet elegendően magas, hogy elolvadjon. A hő gyülemlése időbeli folyamat, még ha az áram is növekszik, ennek egy bizonyos időt kellene igénybe vennie, hogy a védőelem elérje a hasadási hőmérsékletet.

Például, egy adott áramra kialakított védőelem, normál működési feszültségnél, pár másodpercen belül hasadhat, ha az átmenő áram túllépi a megengedett értéket. De ha a bemeneti feszültség növekszik, feltételezve, hogy az áram is növekszik, a viszonylag lassú hőgyülemlési ütem miatt a védőelem hasadása több tucat másodpercig vagy még tovább tarthat.

A védőelemek tervezési jellemzői

A védőelemek tervezése általában bizonyos feszültség- és áramtoleranciát vesz figyelembe. Egy adott tartományon belüli feszültségemelkedés esetén a védőelem nem hasad azonnal, hanem egy ideig tűri a túlfeszültséget és túlágazást, hogy elkerülje a pillanatnyi feszültségváltozások vagy rövid ideig tartó túlágazások miatti tévedéses hasadást.

Például, néhány minőségi védőelem széles működési feszültség-tartományt és jobb túlfeszültség-ellenállást mutathat, és akkor is normális működést tarthat, ha a bemeneti feszültség kissé magasabb, mint a normál érték, anélkül, hogy azonnal hasadna. Ez a körrelépés és stabilitás javítása, valamint a védőelemek gyakori cseréjének elkerülése érdekében történik.