De reden waarom zekeringen langer doen om te branden wanneer de ingangsstroom hoger is dan normaal

Wanneer er een hogere dan normale ingangsvoeding (spanning) is aangesloten, duurt het langer voordat de zekering doorslaat, hoofdzakelijk om de volgende redenen:

Het effect van de relatie tussen stroom en spanning

Ohms wet in actie

Volgens Ohms wet (waarbij I de stroom, U de spanning en R de weerstand is), leidt bij constante schakelingweerstand, een stijging van de spanning meestal tot een toename van de stroom. Echter, voor sommige schakelingen die inductoren, condensatoren en andere componenten bevatten, leidt een stijging van de spanning niet noodzakelijkerwijs tot een onmiddellijke evenredige toename van de stroom.

Bijvoorbeeld, in een schakeling met inductoren, zal bij een plotselinge stijging van de spanning, de inductor een tegengestelde elektromotieve kracht creëren om de snelle verandering van de stroom te blokkeren, waardoor de stroom relatief langzaam stijgt. Dit betekent dat gedurende een korte periode, hoewel de spanning stijgt, de stroom mogelijk niet de doorlaatstroomwaarde van de zekering bereikt.

Invloed van belastingkenmerken

Verschillende belastingen reageren verschillend op spanningveranderingen. Sommige belastingen hebben relatief stabiele stroomvereisten, zelfs als de ingangsspanning stijgt, is de toename van de stroom beperkter. Bijvoorbeeld, het spanningregelcircuit in sommige elektronische apparaten zal de stabiliteit van de uitgangsstroom binnen een bepaald bereik handhaven, ook al stijgt de ingangsspanning, zal dit de stroom niet aanzienlijk verhogen.

Voor puur resistieve belastingen, zoals verwarmers, zal een stijging van de spanning de stroom evenredig doen toenemen. Echter, in de praktijk zijn veel schakelingen geen pure resistieve belastingen, dus het effect van een stijging van de spanning op de stroom is complexer.

Factoren in het zekeringmechanisme

Hitteaccumulatieproces

Een zekering slaat door omdat de hitte die wordt geproduceerd door de passante stroom de capaciteit van de zekering overschrijdt. Wanneer de ingangsspanning stijgt, kan de stroom weliswaar toenemen, maar de tijd die nodig is voor de hitteaccumulatie om de zekering te laten doorslaan, zal langer zijn.

Zekeringen worden meestal gemaakt van metaalmateriaal met een laag smeltpunt, en wanneer er stroom doorheen gaat, wordt er warmte geproduceerd die de temperatuur van de zekering verhoogt. Een zekering slaat alleen door als de temperatuur voldoende stijgt om het te smelten. De accumulatie van warmte is een tijdsproces, zelfs als de stroom toeneemt, kost het een bepaalde hoeveelheid tijd om de zekering tot de smelttemperatuur te brengen.

Bijvoorbeeld, een zekering gerateerd voor een bepaalde stroom, kan bij normale werkingsspanning binnen enkele seconden doorslaan wanneer de passante stroom de nominale waarde overschrijdt. Maar als de ingangsspanning stijgt, en de stroom toeneemt, kan het wegens de relatief trage warmteaccumulatie vele seconden of zelfs langer duren voordat de zekering doorslaat.

Ontwerpeigenschappen van zekeringen

Het ontwerp van zekeringen neemt meestal een bepaalde tolerantie voor overspanning en overstroom in acht. In het geval van een stijging van de spanning binnen een bepaald bereik, zal de zekering niet onmiddellijk doorslaan, maar kan overspanning en overstroom voor een bepaalde periode weerstaan om mislukte slagen door tijdelijke spanningsschommelingen of korte overstroom te voorkomen.

Bijvoorbeeld, sommige hoogwaardige zekeringen kunnen een breed werkingsspanningsbereik hebben en beter bestand zijn tegen overspanning, en kunnen nog steeds normaal functioneren voor een bepaalde periode wanneer de ingangsspanning iets hoger is dan de normale spanning, zonder onmiddellijk te slaan. Dit is om de betrouwbaarheid en stabiliteit van de schakeling te verbeteren en het frequente vervangen van zekeringen te voorkomen.