Características fascinantes e leis dos fusíveis

A velocidade na qual o fusível desarma depende da quantidade de corrente que flui através do circuito e do tipo de material de que o fusível é feito. O tempo de operação do fusível não é um intervalo fixo, mas diminui à medida que a corrente aumenta. O tempo de operação dos fusíveis possui características diferentes em relação aos fusíveis atuais, sendo denominado rápido ou retardado dependendo do tempo de resposta a uma condição de sobrecorrente. Normalmente, um fusível leva o dobro de sua corrente nominal para desarmar em 0,1 segundo, e um fusível com fenda leva o dobro de sua corrente nominal para desarmar em 10 segundos.

O Seleção de backup pode depender das características da carga. Fusíveis rápidos ou ultrarrápidos são usados ​​em dispositivos semicondutores porque aquecem rapidamente quando há sobrecorrente. A maioria dos dispositivos elétricos de resposta rápida exige fusíveis de disparo mais rápido porque as máquinas elétricas podem ser gravemente danificadas por uma corrente de sobrecarga. Esses tipos de backups são usados ​​para fins gerais. O fusível de queima lenta (fusível de retardo) é projetado para permitir que a corrente passe através do fusível acima do valor nominal por um curto período de tempo sem queimar o fusível. Esses fusíveis são usados ​​em motores que podem consumir correntes nominais maiores por vários segundos enquanto atingem sua velocidade nominal.

A quantidade de energia utilizada pelo elemento fusível para corrigir as falhas elétricas. Esta expressão é normalmente utilizada em curtos-circuitos e os valores são utilizados para realizar estudos de coordenação em uma rede elétrica. Parâmetros I2T são fornecidos na tabela das fichas técnicas do fabricante para cada fusível. São indicadas as operações de coordenação de backup com dispositivos a montante ou a jusante, fusão de I2T e extinção de I2T. A fusão I2T corresponde à energia necessária para fundir o elemento fusível. Apagar I2T é proporcional à energia total permitida pelo backup quando uma falha é eliminada. A energia depende principalmente da corrente e do tempo dos fusíveis e do nível de falha disponível e da tensão do sistema. Como a classificação I2T do fusível é proporcional à energia que ele permite, ele mede os danos térmicos e as forças magnéticas que uma falha produz.

O capacidade de interrupção é a corrente máxima que pode ser interrompida com segurança pelo fusível. Em geral, esta deve ser superior à corrente de curto-circuito esperada. Fusíveis em miniatura pode ter uma classificação de interrupção de apenas dez vezes a corrente nominal. Alguns fusíveis são marcados como HRC (High Rupture Capacity) e são regularmente preenchidos com areia ou material semelhante. Os fusíveis para sistemas de fiação doméstica pequenos e de baixa tensão são normalmente classificados para uma interrupção de 10.000 A. Da mesma forma, os fusíveis para sistemas de energia maiores têm classificações de interrupção mais altas, com alguns fusíveis limitadores de corrente de baixa tensão avaliados em 30.000 amperes. A potência aparente total do nível de falha no circuito avalia fusíveis para equipamentos de alta tensão de até 115.000 volts.

A tensão nominal do fusível deve ser maior ou igual à tensão de circuito aberto. Por exemplo, um fusível de tubo de vidro classificado em 32V não interromperia a alimentação de uma fonte de tensão de 120V ou 230V. Se um fusível de 32 volts tentar interromper a alimentação de 120 V ou 230 V, poderá ocorrer um arco. O plasma no fusível do tubo de vidro pode passar a corrente até que a corrente diminua e o plasma volte a ser um gás isolante. A tensão nominal deve ser maior que a fonte de tensão máxima que seria necessária para desconectar. A classificação de tensão permanece a mesma para cada fusível quando os fusíveis relacionados são conectados em série. Conectar fusíveis em série não aumenta a tensão nominal da combinação.

A queda de tensão no fusível geralmente é especificada pelo fabricante. A resistência do elemento fusível pode mudar à medida que aquece devido à dissipação de energia ao transportar correntes mais altas. Esta queda de tensão resultante deve ser levada em consideração, especialmente quando se utiliza um fusível em aplicações de baixa tensão. Com fusíveis de fio tradicionais, a queda de tensão muitas vezes não é importante, mas com outras tecnologias, como B. com fusíveis reconfiguráveis ​​(PPTC), pode ser significativo.

A temperatura ambiente altera os parâmetros operacionais dos fusíveis. Um fusível de 1 ampere em 25^ÓC pode conduzir até 10 a 20% mais eletricidade a 40 a 60 °C.^ÓC e pode abrir a 80% de sua potência nominal a 100^ÓC. Os valores operacionais variam dependendo da família de fusíveis e são especificados nas fichas técnicas do fabricante.

Os fusíveis são fabricados em vários tamanhos e estilos para atender a muitas aplicações. Eles são fabricados em layouts de carcaça padronizados para torná-los facilmente intercambiáveis. Dependendo da aplicação e da tensão nominal, os corpos dos fusíveis podem ser feitos de cerâmica, vidro, plástico, fibra de vidro, laminados de mica moldados ou fibras comprimidas moldadas.

Ele determina a capacidade de transporte de corrente de um fio fusível. O fusível conduz corrente normal sob condições estáveis ​​sem aumentar sua temperatura normal até o ponto de fusão. Neste estado, o calor gerado pelo vento através do fio fusível é igual ao calor liberado.

Calor gerado = I²R

= eu²ρ (l/a)

= 4I²Ρl/πd²

Como a = πd²/4

Onde

R – é a resistência do fio do fusível.

ρ – é a resistência específica,

l – é o comprimento e

a – é a seção transversal do fio do fusível.

= eu²K₁(eu/d²) ——–>1

Onde K₁ é uma constante. Perda de calor ∝ Superfície do fio fusível ∝ πdl.

∴ Perda de calor = k₂dl ———–>2

Se igualarmos 1 e 2 obtemos

EU²K₁(eu/d²) =k₂dl

EU² =Kd³

Onde K = K₂/K₁

Eu = Kd^3/2

Eu = Kd^1,5

Isso é conhecido como Lei de Segurança.

Leis do circuito magnético

Afirma que as leis que regem o fluxo constante de eletricidade em um circuito podem ser facilmente alteradas. Para ser imediatamente aplicável ao Circuito magnético. Portanto

Força motriz magnetomotriz = fluxo x relutância

F = ΦxS

Corresponde exatamente à força eletromotriz = corrente x resistência

Relutância = (Comprimento/Área) x (1/Permeabilidade)

= l/Aµ

Para um ímã com área de seção transversal uniforme que corresponda exatamente

Resistência = (Comprimento/Área) x (1/Condutividade)

Muitas vezes é conveniente calcular em dimensões unitárias. Temos então

mmf por unidade de comprimento = fluxo x relutância por unidade de comprimento

= (fluxo/área) x (l/permeabilidade)

= densidade de fluxo x (l/permeabilidade)

Intensidade do campo magnético H = B/µ

Isso corresponde exatamente,

Para um material com fluxo uniformemente distribuído e comprimento l, a FMM total é igual à FMM por unidade de comprimento xl

ou seja, F=Hl ou AT=Hl

Por lidar com um Circuito magnético onde o fluxo deve passar por várias partes em questão de segundos, os métodos usados ​​para lidar com circuitos elétricos em série podem ser aplicados imediatamente, sendo a relutância total a soma dos valores das diversas partes. Normalmente, a importância da relutância só é significativa na medida em que permite determinar a FMM necessária para produzir um determinado fluxo no circuito. Muitas vezes, é o método mais fácil determinar esse valor de FMM total, somando os valores de FMM necessários para produzir a mudança nas várias partes do circuito. Isso equivale a calcular a queda de tensão total em um circuito elétrico somando os valores da queda de tensão nos múltiplos componentes.

Assim, o valor total da FMM em torno de um campo magnético completo é dado por

AT (ou) F = ∫Hdl

Ou se o circuito consistir em várias partes homogêneas, cada uma das quais com seção transversal e comprimento uniformes₁EU_2, etc.

FMM total F (ou) AT = Σ Hl = H₁1₁ +H₂eu₂ +….

= Φ (p₁ +S₂ +….)

Se os valores da área e permeabilidade das diferentes partes dos circuitos são A₁μ₁etc. torna-se todo o MMF

AT (ou) F = (B₁/μ₁)eu₁ + (B₂/μ₂)eu₂ +…..

Onde B₁ =Φ/UMA₁ etc.

Ocasionalmente é conveniente expressar a lei básica do circuito magnético na forma.

Fluxo = força magnetomotriz x permeância

Permeabilidade nada mais é do que a recíproca de Relutância em interagir para caminhos paralelos, e a permeância total é a soma dos valores dos cursos individuais.

A principal diferença entre os cálculos elétricos e magnéticos surge do fato de que a resistência de um circuito elétrico não depende diretamente do valor da relutância de uma substância magnética, mas em grande medida do valor do fluxo que passa por ela.