Восстанавливаемый предохранитель — Resettable fuse

«PPTC» перенаправляется сюда. Информацию о Тихоокеанском центре подготовки парамедиков см. Pacific Open Learning Health Net.

Восстанавливаемые предохранители — устройства PolySwitch
А самовосстанавливающийся предохранитель

или же
полимерное устройство с положительным температурным коэффициентом
(
PPTC
) это пассивный электронный компонент используется для защиты от сверхток ошибки в электронные схемы. Устройство также известно как
многофункциональный
или же
полифуз
или же
полисвитч
. Они похожи по функциям на Термисторы PTC в определенных ситуациях, но работать с механическими изменениями вместо носитель заряда эффекты в полупроводники. Эти устройства были впервые обнаружены и описаны Джеральд Пирсон в Bell Labs в 1939 г. и описан в США патент #2,258,958.[1]

Операция

Полимерное устройство PTC состоит из непроводящего кристаллический органический полимер матрица, которая загружена черный карбон частицы[2] чтобы сделать его проводящим. В холодном состоянии полимер находится в кристаллическом состоянии, при этом углерод проникает в области между кристаллами, образуя множество проводящих цепей. Поскольку он проводящий («начальное сопротивление»),[3] он будет пропускать ток. Если через устройство будет пропущен слишком большой ток, оно начнет нагреваться. По мере нагрева устройства полимер будет расширяться, превращаясь из кристаллического в твердый. аморфный государственный.[4] Расширение разделяет частицы углерода и разрушает проводящие пути, в результате чего устройство нагревается быстрее и расширяется еще больше, что еще больше увеличивает сопротивление.[5] Это увеличение сопротивления существенно снижает ток в цепи. Через устройство все еще протекает небольшой ток (утечка), которого достаточно для поддержания температуры на уровне, который будет поддерживать его в состоянии высокого сопротивления. Ток утечки может варьироваться от менее ста мА при номинальном напряжении до нескольких сотен мА при более низких напряжениях. Можно сказать, что устройство имеет функцию фиксации.[6] Ток удержания — это максимальный ток, при котором устройство гарантированно не сработает. Ток отключения — это ток, при котором устройство гарантированно отключится.[7]

При отключении питания нагрев из-за тока утечки прекращается, и устройство PPTC охлаждается. Когда устройство охлаждается, оно восстанавливает свою первоначальную кристаллическую структуру и возвращается в состояние с низким сопротивлением, где оно может удерживать ток, указанный для устройства.[6] Это охлаждение обычно занимает несколько секунд, хотя сработавшее устройство будет сохранять немного более высокое сопротивление в течение нескольких часов, если только мощность в нем не будет слабее или часто используется, медленно приближаясь к начальному значению сопротивления. Сброс часто не происходит, даже если устранена только неисправность, при этом питание все еще подается, поскольку рабочий ток может быть выше тока удержания PPTC. Устройство может не вернуться к исходному значению сопротивления; он, скорее всего, стабилизируется при значительно более высоком сопротивлении (до 4-кратного начального значения). На то, чтобы устройство вернулось к значению сопротивления, аналогичному его первоначальному значению, если оно вообще вернется, могут потребоваться часы, дни, недели или даже годы.[8]

Устройство PPTC имеет текущий рейтинг и номинальное напряжение.[9]

Самовосстанавливающийся предохранитель в моторчик фароочистителя

Перебрал заново привод правого фароочистителя. Все-таки предохранитель там нужен, статья на SVR хоть и полезна, но вот совет выкинуть предохранитель и спаять контакты оказался вредным. В результате при невыясненных обстоятельствах сгорел сам электромоторчик (возможно, щетка примерзла, дело было вроде зимой).

Подобрал вот такой предохранитель: FUSE FUSB250F/ RUSB-250 — PolySwitch (2,5A/16V). Отлично встал в нишу в корпусе, припаял к медным контактам бессвинцовым припоем ПОМ-3.

Результат — оба фароочистителя отлично работают, что очень актуально в осеннюю погоду.

Еще и лампочка в фаре одна перегорела, взял в Ленте какие-то H4 +50% с платиновым напылением колбы (не помню производителя), но стандартной мощности 60/55W. Хоть и скептически отношусь к неведомо откуда появляющемуся дополнительному свету в галогеновой лампе стандартной мощности, но светят реально хорошо. Но мокрый асфальт все равно толком не видно, в остальных условиях вполне нормальный свет.

Приложения

Эти устройства часто используются в блоках питания компьютеров, во многом из-за ПК 97 стандарт (который рекомендует герметичный ПК, который пользователь никогда не должен открывать) и в аэрокосмических / ядерных приложениях, где замена затруднена.[нужна цитата

] Еще одно применение таких устройств — защита аудио. музыкальные колонки, особенно твитеры, от повреждений при чрезмерном возбуждении: подключив резистор или лампочку параллельно устройству PPTC, можно разработать схему, которая ограничивает общий ток через высокочастотный динамик до безопасного значения, вместо того, чтобы отключать его, позволяя динамику продолжать работу без повреждений, когда усилитель мощности обеспечивает большую мощность, чем может выдержать твитер. Хотя предохранитель может также предложить аналогичную защиту, если предохранитель перегорел, твитер не сможет работать, пока предохранитель не будет заменен.[10]

Всё про электрический предохранитель

Думаю что не стоит объяснять, что такое электрический предохранитель. Сам по себе предохранитель – это коммутационный прибор, по своей сути защита. В случае короткого замыкания или перегруза сети предохранитель отключает электрическую цепь размыканием. Отсюда следует, что электрический предохранитель защищает оборудование от замыканий и предотвращает возможные поломки. В данной статье мы расскажем о видах предохранителей и расскажем, как правильно их использовать.

Принцип работы электрического предохранителя

Практически каждый из нас был свидетелем такой ситуации, при которой от короткого замыкания страдала домашняя бытовая техника, работающая от сети. Почему так происходит? Наверно всем понятно, что работа домашнего бытового электрического оборудования напрямую зависит от стабильности напряжения в сети и качества поставляемой электроэнергии. Соответственно, если напряжение в электросети экстренно меняется, то это конечно же может «убить» не самую стойкую технику в доме. Приведу вам пример. Почему владельцам iPhone не советуют покупать китайские зарядки по 100 рублей? Нет, не только потому что они быстро сломаются. Дело в том, что дешевые зарядные устройства могут зарядить телефон, но делают они это с перебоями. Такой процесс сильно влияет на аккумулятор телефона и зарядиться он даже если сможет, то это равно или поздно приведет к его утилизации, так как он будет держать заряд меньше. Не стабильность напряжения при резком, даже плавном повышении, зачем минимизации этого напряжения, может привести в редких случаях к воспламенению. Отступлю на секунду и скажу по поводу дешевых зарядных устройств, не используйте их, если любите свою технику. В среднем, достойное зарядное устройство будет стоить от 500 рублей, неплохие, например, фирмы Rexant.

Что касается крупной бытовой техники, то при резком скачке напряжения сильно может пострадать, допустим холодильник. Это конечно ситуация на миллион, но если момент включения компрессора устройства совпадёт со скачком, то поломки не избежать.

Как действует предохранитель. Данное защитное устройство работает последовательно с оборудованием, которое потребляет этот ток и производит разрыв цепи только при превышении номинального тока.

Классификация предохранителей

Данное устройство можно разделить на четыре класса основываясь на принципе работы во время перенапряжения. Они могут быть плавкие, электромеханические, электронные и самовосстанавливающиеся.

Плавкие предохранители

Во время замыкания токопроводящий элемента предохранителя расплавляется или испаряется. Другими словами, он перегорает. Плавкие предохранители считаются устаревшими, но при этом они считаются достаточно надёжными. Но явным недостатком можно считать его скорость срабатывания, отчего эффективность, соответственно, падает. Дело в том, что для расплавления требуется некоторое время, пусть и доли секунд. Из-за этого оборудование или человек, в короткий срок срабатывания предохранителя остаётся без защиты. Чтобы компенсировать данный недостаток, производители делают его такой формы, чтобы в допустимых местах он был максимально тонким. Для этого используют олово, которое, и плавится быстро, и не нарушает проводимость тока.

Электромеханические предохранители

Такие предохранители называют автоматами защиты или автоматическими выключателями, последний вариант применяется чаще всего. Такое устройство состоит из диэлектрического корпуса, где внутри расположены подвижный и неподвижный контакты. В момент превышения номинального значения тока датчик выключателя приводит в действие механический рычаг, который разрывает цепь. В подвижном контакте находится пружина, которая максимально быстро расцепляет контакт. Механизм расцепления приводится в действие обычно двумя расцепителями: тепловым или электромагнитным.

Два типа датчика в автоматах защиты:

1. Тепловой датчик – это металлическая пластина, которая при нарастании силы тока нагревается, отчего пружина срабатывает.
2. Электромагнитный датчик – представляет из себя катушку индуктивности с подвижным сердечником. Во время скачка напряжения этот сердечник втягивается, и пружина срабатывает.

Электронные предохранители

Такие устройства предназначены только для низковольтных электрических цепей. Их можно наблюдать в домашних бытовых устройствах или, допустим, в компьютерной технике, например в бытовой или компьютерной технике. Представляют собой микросхему, которая при увеличении силы тока выше номинального значения разрывает цепь с помощью полупроводникового затвора. У такого типа предохранителя есть значительное преимущество – это скорость срабатывания, но вот недостатком можно считать ограничение в сфере возможного применения.

Самовосстанавливающиеся предохранители

Данный тип предохранителей применяют в бытовых и электрических приборах. Когда сила тока становится выше нормы, нарастает сопротивление в проводнике предохранителе, что приводит к разрыву цепи. Такие устройства сделаны из полимеров с диэлектрическими свойствами и токопроводящим углеродом. При увеличении силы тока, углерод нагревается и высвобождается, в это время предохранитель становится диэлектриком. При спаде тока углерод остывает и кристаллизируются. Таким образом устройство приводит само себя в норму.

Торговые наименования устройств

Эти устройства продаются разными компаниями под разными товарные знаки, включая Multifuse

(Bourns),[11]
PolySwitch
(TE подключение)[
нужна цитата
], и
Полифуз
(Littelfuse)[
нужна цитата
]. PolySwitch — самый ранний продукт этого типа[
нужна цитата
], будучи изобретенным в Raychem Corporation (теперь TE Connectivity) и представленный в начале 1980-х гг.[
нужна цитата
]. Благодаря общедоступности, инженеры-электронщики и техники[
ВОЗ?
] часто называют это устройство «многопозиционным переключателем» или «полифузором» в общем смысле, независимо от фактического бренда.[
нужна цитата
].

Если перегорел в глуши: как безопасно восстановить автомобильный предохранитель?

Плавкий предохранитель – одно из самых древних электротехнических устройств. Считается, что изобретателем предохранителя является Луи Франсуа Клеман Бреге, французский электротехник. В 1847 году он провел ряд экспериментов и выяснил, что вставки из тонкой проволоки фиксированного сечения способны перегорать при превышении током в электрической цепи определенной силы, пропорциональной сечению. Практическое же применение предохранителей, как устройств, началось приблизительно с середины XIX века – сперва в промышленной и бытовой электротехнике, а с массовым распространением «стальных коней» – и в автомобильной. Несмотря на изобретение разного рода автоматически восстанавливающихся предохранителей – пружинных, биметаллических, полупроводниковых – самый обычный одноразовый плавкий предохранитель Луи Бреге до сих пор является наиболее распространенным и эффективным устройством защиты электроцепей в любом автомобиле от токовой перегрузки и короткого замыкания.

И в бюджетном, и в премиальном автомобиле практически все электрические потребители защищены плавкими предохранителями. И в мануале к любому авто, а тем более – в руководстве по обслуживанию и ремонту, обязательно есть такая (или очень похожая) фраза:

Запрещается даже временно устанавливать проволочные перемычки вместо соответствующих предохранителей, так как это может привести к повреждению электрической проводки и возникновению пожара!

Сказано правильно, и спорить с этим мы не намерены. Однако отметим, что обстоятельства бывают всякие, в том числе и не вполне рядовые. И любой владелец немолодого и повидавшего жизнь автомобиля может оказаться в ситуации, когда какой-то важный для движения предохранитель сгорел – в цепи бензонасоса, зажигания, стеклоочистителей в дождь, фар ночью и т. п, а заменить его нечем. Произойти подобное может не только в городе, где полно автомагазинов, отзывчивых граждан, а также автосервисов и эвакуаторов, наконец, а в глуши, когда запасных предохранителей в загашнике не оказалось, магазинов и просто добрых людей поблизости нет, а ехать-таки нужно…

Так что лучше обладать знаниями «для случая, который не случится», нежели оказаться беспомощным в маловероятной, но все же экстремальной ситуации! Как там звучит якобы японская поговорка, которую так любят писать в статусах в соцсетях? «Самурай носит меч всю жизнь, даже если понадобится он ему лишь раз в жизни»… Ну или что-то вроде того…

Когда «жучок»… был нормой

Молодые автовладельцы хорошо знакомы с современными П-образными ножевыми предохранителями, и, как правило, знакомы с их предшественниками, распространенными на советских машинах – предохранителями стержневого типа с их вечно паршивым контактом. А вот что было ЕЩЕ РАНЬШЕ, скорее всего, уже не помнят…

А вот до 70-х годов в автомобилях (кстати, не только в советских!) применялись предохранители, как раз очень похожие на современные П-образные ножевые. Представляли они собой текстолитовую пластинку с приклепанными пружинящими ножками-контактами и намотанными на нее 15-20 сантиметрами запасной проволочки. Если проволочка между контактами сгорала (предохранитель срабатывал), водитель просто отматывал с мотовильца несколько сантиметров и соединял ей контакты заново. Предохранитель восстанавливал свои свойства!

Не сказать, что такой принцип был идеальным – контакт в проволочном предохранителе частенько ухудшался со временем, поскольку зависел от силы и аккуратности намотки проволочки. Однако система все же просуществовала долгие годы на самых разных легковых и грузовых машинах и считалась вполне работоспособной. И обратите внимание: это ж по современным меркам натуральнейший «жучок»!

«Жучок» – да не «жучок»! «Жучком», опасным и запрещенным к использованию, такой предохранитель считался бы, если б в нем применялась СЛУЧАЙНАЯ проволока! Но проволока в нем была строго тарированная, с сечением, соответствующим нужному току защиты, значение которого печаталось на корпусе предохранителя! Поэтому если взять современный предохранитель ножевого типа (сгоревший) и соединить его ножки проволочкой, чье сечение на сгорание приблизительно соответствует току, маркированному на предохранителе изначально, то такой «жучок» не будет представлять собой опасности для электропроводки автомобиля. Но как понять – какая проволока нужна?

Диаметр провода и ток сгорания

А вот для этого существует специальная расчетная формула. Но чаще для простоты используется заполненная по этой формуле справочная таблица! В свое время, когда развлечением считалось техническое творчество, а не деградация в соцсетях, эту табличку знал каждый школьник, посещающий радиокружок. Ибо изготовить своими руками предохранитель для самодельной конструкции было нормой! В справочной табличке для удобства сечение одножильного медного провода уже конвертировано в диаметр.

Для наиболее распространенных номиналов автомобильных предохранителей таблица выглядит так. Если же интересны иные значения токов (а эти таблицы обычно включают в себя диаметры провода для изготовления предохранителей от 0,5 ампер до 200-300 ампер), то нагуглить полную версию будет несложно.

Для примера. В распространенном LAN-кабеле «витая пара», которым проводят интернет в квартиры, одна жилка имеет диаметр около 0,5 мм – отрезок такого провода сработает в качестве предохранителя при токе около 30 ампер. В многожильных проводах типа ШВВП, используемых для подключения электроприборов к розетке, часто используются жилки диаметром 0,2 мм – на 7 ампер… Если сложить вдвое – получится предохранитель на 14-15 ампер. Ну и т. п.

Измеряем провод без штангенциркуля и микрометра

ОК, теперь мы знаем, как сделать относительно безопасный «жучок» на нужный нам ток… И проволочку найти и расплести на жилки, в принципе, несложно – можно в крайнем случае разрезать и очистить от изоляции провод лампы-переноски, USB-шнура, а то и какие-то штатные электроцепи в машине допустимо временно «ампутировать», отрезав провод от чего-то не слишком нужного типа задней противотуманки… В конце-концов, экстремальные ситуации порой требуют экстремальных решений.

Но как понять, на какой ток рассчитан провод, если мы не знаем его диаметр? Ведь на глаз определить толщину нереально! А ни штангенциркуля, ни микрометра в багажнике, как правило, нет… И опять на помощь придут дедовские приемчики – простые, но надежные.

Берем любой цилиндрический предмет – карандаш, отвертку, спичку, веточку – и наматываем на нее провод плотно виток к витку. Чем больше витков – тем выше будет точность измерения, но обычно достаточно 15-20 витков. Намотали – измеряем общую длину намотки линейкой и делим полученное число миллиметров на количество витков. Результат – диаметр провода!

Зануды пробурчат: «Ну да, запасных предохранителей с собой нет, а вот линейка в машине нашлась, видите ли!». Специально для зануд: ну XXI век же на дворе… У многих, к примеру, линейка есть в смартфоне!

Делаем предохранитель-«жучок»

…ну и последний шаг – если провод найден, диаметр его измерен, и он нам подходит. Плотно и туго наматываем отрезок медной жилки на ножки сгоревшего предохранителя и вставляем его на место. Готово!

И напоследок еще раз напоминаем, что заниматься подобным ремонтом, даже вдалеке от цивилизации и помощи, необходимо весьма и весьма осторожно! Делайте «жучок», лишь окончательно убедившись, что аналогичный сгоревшему фабричный предохранитель нельзя хотя бы на время выдернуть из цепи, где он защищает что-то, без чего можно временно обойтись, – например, обогрев заднего стекла или нечто подобное. И если уж запасных нет, выдернуть неоткуда и за помощью обратиться не к кому – тогда только мотайте «жучок»… Но не забудьте при первой же возможности заменить его на нормальный предохранитель и выяснить причину перегорания!

Опрос

Вы когда-нибудь застревали в глуши на неисправной машине?

Ваш голос

Всего голосов:

Технические характеристики

В таблице 1 даны электрические параметры СП.

Таблица 1. Электрические характеристики самовосстанавливающихся предохранителей Multifuse фирмы Bourns

Максимальное рабочее напряжение (Vmax)

— это максимально допустимое напряжение, которое может выдерживать СП без разрушения при номинальном токе.

Максимально допустимый ток (Imax)

— это максимальный ток, который СП может выдержать без разрушения.

Номинальный рабочий ток (Ihold) — это максимальный ток, который СП может проводить без срабатывания, т.е. без размыкания цепи нагрузки.

Минимальный ток срабатывания (Itrip)

— это минимальный ток через СП, приводящий к переходу из проводящего состояния в непроводящее, т.е. к срабатыванию.

Первоначальное сопотивление (Rmin–Rmax)

— это сопротивление СП до первого срабатывания (при получении от изготовителя).

Так как СП — это устройства с ярко выраженным положительным ТКС, их характеристики зависят от температуры окружающей среды. В таблице 2 приводится зависимость нормального рабочего тока и минимального тока срабатывания от температуры окружающей среды.

Таблица 2. Зависимость нормального рабочего тока и минимального тока срабатывания от температуры окружающей среды

На всякое нагревание, как известно, требуется какое-то время. В связи с тем, что СП нагреваются, они переключаются не мгновенно, а требуют некоторого времени, которое зависит не только от температуры окружающей среды, но и от протекающего через них тока перегрузки.

В таблице 1 указано время срабатывания при токе, в 5 раз превышающем нормальный рабочий ток (Ihold).

Зависимость времени срабатывания от тока перегрузки показана на графиках (рис. 7).