入力電力が通常よりも高い場合にヒューズがブローするのに時間がかかる理由

通常よりも高い入力電源（電圧）に接続された場合、ヒューズが切れにくくなる主な理由は以下の通りです。

電流と電圧の関係の影響

オームの法則の作用

オームの法則（Iは電流、Vは電圧、Rは抵抗）によれば、回路の抵抗が一定の場合、電圧の上昇は通常電流の増加につながります。ただし、インダクターやコンデンサーなどの他の部品を含む一部の回路では、電圧の上昇が必ずしも即座に比例して電流が増加するわけではありません。

例えば、インダクターを含む回路では、電圧が突然上昇すると、インダクターは電流の急激な変化を防ぐための逆起電力を生じさせ、電流の上昇を相対的に遅くします。つまり、一時的には電圧が上昇しても、電流がヒューズの切断電流値に達しない可能性があります。

負荷特性の影響

異なる負荷は電圧の変化に対して異なる反応を示します。一部の負荷は比較的安定した電流要求を持ち、入力電圧が上昇しても電流の増加は制限されます。例えば、いくつかの電子機器の電圧調整回路は、出力電流の安定性を一定範囲内で維持し、入力電圧が上昇しても電流の大幅な増加はありません。

純粋な抵抗性負荷、例えばヒーターの場合、電圧の上昇は電流を比例して増加させます。しかし実際には多くの回路は純粋な抵抗性負荷ではなく、電圧上昇による電流への影響はより複雑です。

ヒューズの動作メカニズムに関する要素

熱蓄積過程

ヒューズが切れるのは通過電流によって発生する熱がヒューズの容量を超えるためです。入力電圧が上昇すると、電流は増加するかもしれませんが、ヒューズが切れるのに必要な熱蓄積時間は長くなります。

ヒューズは通常、融点の低い金属材料で作られており、電流が通過すると熱が発生し、ヒューズの温度が上昇します。ヒューズが切れるのは、温度が十分に上昇して溶けるまでです。熱の蓄積は時間的なプロセスであり、電流が増加してもヒューズが溶ける温度に達するには一定の時間がかかります。

例えば、定格電流のヒューズは、正常動作電圧下で通過電流が超過すると数秒以内に切れますが、入力電圧が上昇し、電流が増加した場合、比較的ゆっくりとした熱蓄積率により、数十秒またはそれ以上かかることがあります。

ヒューズの設計特性

ヒューズの設計は通常、一定の過電圧および過電流に対する耐性を考慮しています。一定範囲内の電圧上昇の場合、ヒューズはすぐに切れることなく、瞬間的な電圧変動や短時間の過電流による誤動作を避けるために、一定期間過電圧および過電流に耐えることができます。

例えば、高品質のヒューズは広い動作電圧範囲と優れた過電圧耐性を持ち、入力電圧が正常電圧よりも少し高い場合でも一定期間正常に動作し、すぐに切れることはありません。これは回路の信頼性と安定性を向上させ、頻繁なヒューズ交換を避けるためです。