Iemesls, kāpēc šķēršņi ilgāk strādā, kad ieejas jauda ir augstāka par normu

Ja pievienojot lielāku nekā parastu ieeju (spriegumu), šķēršķis ilgāk strādā, galvenokārt tālāk minētajiem iemesliem:

Strāvas un sprieguma attiecības efekts

Ohma likums darbā

Pēc Ohma likuma (kur I ir strāva, U ir spriegums, R ir pretestība), gadījumā ar nemainīgu shēmas pretestību, sprieguma palielināšanās parasti vada pie strāvas palielināšanos. Tomēr, dažām shēmām, kas satur induktorus, kondensatorus un citus elementus, sprieguma palielināšanās nesenē ne vienmēr izraisa tūlītēju proporcionalu strāvas palielināšanos.

Piemēram, shēmā, kas satur induktorus, kad spriegums tiek neparedzami palielināts, induktors radīs pretstrāvu, lai bloķētu strāvas ātru maiņu, padarot strāvas pieaugumu relatīvi lēnu. Tas nozīmē, ka īsā laikā, lai gan spriegums ir palielināts, strāva var nebūt sasniedzusi šķēršķa izblāvošanas strāvas vērtību.

Ietekme no slodzes raksturlielumiem

Dažādas slodzes atšķirīgi reaģē uz sprieguma maiņām. Dažas slodzes ir ar relatīvi stabiliem strāvas prasībām, pat ja ieejas spriegums palielinās, strāvas palielināšanās ir ierobežota. Piemēram, dažos elektroniskos ierīcēs iebūvētās sprieguma regultoru shēmas uzturēs izvades strāvas stabilitāti noteiktā robežā, pat ja ieejas spriegums palielinās, tas neizraisīs būtisku strāvas pieaugumu.

Gan tikai rezistīvām slodzēm, piemēram, sildītājiem, sprieguma palielināšanās palielinās strāvu proporcionali. Tomēr, praksē, daudzas shēmas nav tikai rezistīvas, tāpēc sprieguma pieauguma ietekme uz strāvu ir sarežģītāka.

Faktori šķēršķa mehānismā

Siltuma akumulācijas process

Šķēršķis izblāvo, jo caur to gājošā strāva veido siltumu, kas pārsniedz šķēršķa jaudu. Kad ieejas spriegums palielinās, lai arī strāva var palielināties, šķēršķa izblāvošanai nepieciešamais siltuma akumulācijas laiks būs ilgāks.

Šķēršķi parasti ir izgatavoti no metāla ar zemu talāšanās temperatūru, un caur to gājošā strāva veido siltumu, kas pacelta šķēršķa temperatūru. Šķēršķis izblāvos tikai tad, ja temperatūra paaugstinās pietiekami, lai to talātu. Siltuma akumulācija ir laika process, un pat ja strāva palielinās, tam ir nepieciešams noteikts laiks, lai šķēršķis sasniedzētu izblāvošanas temperatūru.

Piemēram, šķēršķis, kas aprēķināts uz strāvas, normālajā darbības spriegumā, var izblāvot pāris sekundēs, ja strāva pārsniedz normu. Bet, ja ieejas spriegums palielinās, pieņemot, ka strāva palielinās līdz punktam, kur tai var būt nepieciešamas desmitsekundes vai pat ilgāks laiks, lai izblāvotos, tāpēc ka siltuma akumulācijas ātrums ir salīdzinoši lēns.

Šķēršķu dizaina raksturlielumi

Šķēršķu dizains parasti ņem vērā noteiktu pārsprieguma un pārstrāvas toleranci. Sprieguma pieauguma robežās, šķēršķis neizblāvos tūlīt, bet var izturēt pārspriegumu un pārstrāvu laiku, lai izvairītos no nepareizas izblāvošanas dēļ momentānas sprieguma svārstības vai īsas pārstrāvas.

Piemēram, daži augstā kvalitātei šķēršķi varētu turēt plašu darbības sprieguma diapazonu un labāku pārsprieguma izturību, un varētu turpināt normālu darbību laiku, ja ieejas spriegums ir nedaudz augstāks par normālo, bez tūlītējas izblāvošanas. Tas ir, lai uzlabotu shēmas uzticamību un stabilitāti, izvairoties no biežiem šķēršķu aizvietošanas.