Причина, чому плиночки довше перегоряють, коли вхідна потужність вища за норму

При підключенні до більш високого за звичайне живлення (напруги) стрижень триває довше, перегораючи, переважно з наступних причин:

Вплив співвідношення струму та напруги

Закон Ома у дії

Згідно з законом Ома (де I — це струм, U — це напруга, R — це опір), при постійному опору контуру збільшення напруги зазвичай призводить до збільшення струму. Однак для деяких контурів, що містять індуктори, конденсатори та інші компоненти, збільшення напруги не обов'язково призводить до негайного пропорційного збільшення струму.

Наприклад, у контурі, що містить індуктор, коли напруга раптово збільшується, індуктор створює протилежну електродвижущу силу, щоб запобігти швидкій зміні струму, роблячи його зростання відносно повільним. Це означає, що на короткий час, хоча напруга збільшується, струм може не досягти значення, при якому стрижень перегорить.

Вплив характеристик навантаження

Різні навантаження відрізняються своєю реакцією на зміни напруги. Деякі навантаження мають відносно стабільні потреби у струмі, навіть якщо входна напруга збільшується, збільшення струму є більш обмеженим. Наприклад, регулятор напруги у деяких електронних пристроїв буде підтримувати стабільність вихідного струму в певному діапазоні, навіть якщо входна напруга зростає, він не значно збільшить струм.

Для чисто опорних навантажень, таких як нагрівачі, збільшення напруги призведе до пропорційного збільшення струму. Однак на практиці багато контурів не є чисто опорними навантаженнями, тому вплив зростання напруги на струм є більш складним.

Фактори в механізмі перегоріння стрижня

Процес накопичення тепла

Стрижень перегоріє, бо тепло, генероване проходящим струмом, перевищує ємність стрижня. Коли входна напруга збільшується, хоча струм може збільшитися, час, необхідний для накопичення тепла, щоб стрижень перегорів, буде довший.

Стрижні зазвичай виготовляються з металевого матеріалу з низькою температурою плавлення, і коли через них проходить електричний струм, генерується тепло, що підвищує температуру стрижня. Стрижень перегорить лише тоді, коли температура достатньо підвищиться, щоб розплавити його. Накопичення тепла є процесом, що займає час, навіть якщо струм збільшується, потрібен певний час, щоб стрижень досяг температури перегоріння.

Наприклад, стрижень, розрахований на певний струм, при нормальній робочій напругі, може перегоріти за кілька секунд, коли пройдений струм перевищує його. Але якщо входна напруга зростає, припустимо, струм збільшується до такого рівня, що для перегоріння може знадобитися десятки секунд або навіть довше через відносно повільний процес накопичення тепла.

Конструктивні особливості стрижнів

Конструкція стрижнів зазвичай враховує певну терпимість до наднапруги та надструму. У разі збільшення напруги в певному діапазоні, стрижень не перегорить негайно, але зможе витримати наднапругу та надструм протягом певного часу, щоб уникнути помилкового перегоріння через миттєві флуктуації напруги або короткотривалий надструм.

Наприклад, деякі високоякісні стрижні можуть мати широкий діапазон робочої напруги та кращу стійкість до наднапруги, і все ж зможуть підтримувати нормальну роботу протягом певного часу, коли входна напруга трохи вища за нормальну, без негайного перегоріння. Це робиться для покращення надійності та стабільності контуру, щоб уникнути частого заміну стрижнів.