Powód dla którego bezpieczniki trwają dłużej przed przepaleniem się przy wyższej niż normalna mocy wejściowej

Gdy podłączony jest do zasilania wejściowego o wyższej niż normalna wartości (napięciu), bezpiecznik potrzebuje więcej czasu na przepalenie, głównie z następujących powodów:

Wpływ związku prądu i napięcia

Prawo Ohma w działaniu

Zgodnie z prawem Ohma (gdzie I to prąd, U to napięcie, R to opór), w przypadku stałego oporu obwodu, zwiększenie napięcia zwykle prowadzi do wzrostu prądu. Jednak dla niektórych obwodów zawierających cewki, kondensatory i inne elementy, zwiększenie napięcia niekoniecznie prowadzi do natychmiastowego proporcjonalnego wzrostu prądu.

Na przykład, w obwodzie zawierającym cewkę, gdy napięcie zostanie nagłe zwiększone, cewka stworzy odwrotne napędowe napięcie, aby zablokować szybkie zmiany prądu, co sprawia, że prąd rośnie względnie wolno. To oznacza, że przez krótki okres, mimo zwiększenia napięcia, prąd może nie osiągnąć wartości przepalania bezpiecznika.

Wpływ charakterystyk obciążenia

Różne obciążenia reagują inaczej na zmiany napięcia. Niektóre obciążenia mają stosunkowo stabilne wymagania prądowe, nawet jeśli napięcie wejściowe zwiększa się, wzrost prądu jest bardziej ograniczony. Na przykład, obwód stabilizujący napięcie w niektórych urządzeniach elektronicznych utrzyma stabilność prądu wyjściowego w określonym zakresie, nawet jeśli napięcie wejściowe wzrośnie, nie spowoduje to znacznego wzrostu prądu.

Dla czysto opornych obciążeń, takich jak grzałki, zwiększenie napięcia spowoduje proporcjonalny wzrost prądu. Jednak w praktyce wiele obwodów nie jest czysto opornymi obciążeniami, więc wpływ wzrostu napięcia na prąd jest bardziej skomplikowany.

Czynniki mechanizmu przepalania bezpiecznika

Proces akumulacji ciepła

Bezpiecznik przepala, ponieważ ciepło generowane przez przechodzący przez niego prąd przekracza pojemność bezpiecznika. Gdy napięcie wejściowe zwiększa się, choć prąd może wzrosnąć, czas akumulacji ciepła potrzebny do przepalenia bezpiecznika będzie dłuższy.

Bezpieczniki są zwykle wykonane z materiału metalicznego o niskiej temperaturze topnienia, a gdy prąd elektryczny przepływa przez nie, generuje ciepło, które podnosi temperaturę bezpiecznika. Bezpiecznik przepali tylko wtedy, gdy temperatura wystarczająco wzrośnie, aby go stopić. Akumulacja ciepła to proces czasowy, nawet jeśli prąd wzrośnie, potrzeba pewnego czasu, aby bezpiecznik osiągnął temperaturę przepalania.

Na przykład, bezpiecznik o nominalnym prądzie, przy normalnym napięciu pracy, może przepalić w ciągu kilku sekund, gdy prąd przekroczy wartość nominalną. Ale jeśli napięcie wejściowe wzrośnie, zakładając, że prąd zwiększy się do punktu, gdzie może potrwać dziesiątki sekund lub nawet dłużej, aby przepalić z powodu relatywnie wolnej szybkości akumulacji ciepła.

Charakterystyki konstrukcyjne bezpieczników

Konstrukcja bezpieczników zazwyczaj uwzględnia pewną tolerancję nadnapięcia i nadprądu. W przypadku wzrostu napięcia w określonym zakresie, bezpiecznik nie przepali natychmiast, ale może wytrzymać nadnapięcie i nadprąd przez pewien czas, aby uniknąć błędnego przepalenia z powodu chwilowych fluktuacji napięcia lub krótkotrwałego nadprądu.

Na przykład, niektóre wysokiej jakości bezpieczniki mogą mieć szeroki zakres napięć roboczych i lepszą odporność na nadnapięcia, i mogą nadal działać normalnie przez pewien czas, gdy napięcie wejściowe jest nieco wyższe niż normalne, bez natychmiastowego przepalenia. Jest to po to, aby zwiększyć niezawodność i stabilność obwodu, aby uniknąć częstego wymiany bezpieczników.