Características y leyes fascinantes de los fusibles

La velocidad a la que se dispara el fusible depende de la cantidad de corriente que fluye a través del circuito y del tipo de material del que está hecho el fusible. El tiempo de funcionamiento del fusible no es un rango fijo, sino que disminuye a medida que aumenta la corriente. El tiempo de funcionamiento de los fusibles tiene características diferentes con relación a los fusibles de corriente, denominándose rápido o retardado dependiendo del tiempo de respuesta ante una condición de sobrecorriente. Normalmente, un fusible necesita el doble de su corriente nominal para dispararse en 0,1 segundos, y un fusible ranurado tarda el doble de su corriente nominal en dispararse en 10 segundos.

La selección de la copia de seguridad puede depender de las características de la carga. Los fusibles rápidos o ultrarrápidos se utilizan en dispositivos semiconductores porque se calientan rápidamente cuando hay una sobrecorriente. La mayoría de los dispositivos eléctricos de respuesta rápida requieren fusibles de fusión más rápida porque las máquinas eléctricas pueden resultar gravemente dañadas por una sobrecarga de corriente. Este tipo de copias de seguridad se utilizan para fines generales. El fusible de acción lenta (fusible de retardo) está diseñado para permitir que pase corriente a través del fusible por encima del valor nominal durante un corto período de tiempo sin quemar el fusible. Estos fusibles se utilizan en motores que pueden consumir corrientes nominales más altas durante varios segundos mientras alcanzan su velocidad nominal.

La cantidad de energía utilizada por el elemento fusible para corregir fallas eléctricas. Esta expresión normalmente se utiliza en cortocircuitos y los valores se utilizan para realizar estudios de coordinación en una red eléctrica. Los parámetros I2T se proporcionan en la tabla de la hoja de datos técnicos del fabricante para cada fusible. Se indican las operaciones de coordinación de respaldo con dispositivos upstream o downstream, fusión I2T y extinción I2T. La fusión I2T corresponde a la energía necesaria para fusionar el elemento fusible. Borrar I2T es proporcional a la potencia total permitida por el respaldo cuando se borra una falla. La potencia depende principalmente de la corriente y el tiempo de los fusibles y del nivel de falla disponible y del voltaje del sistema. Debido a que la clasificación I2T del fusible es proporcional a la energía que permite, mide el daño térmico y las fuerzas magnéticas que produce una falla.

El poder de corte es la corriente máxima que el fusible puede interrumpir de forma segura. En general, ésta debería ser mayor que la corriente de cortocircuito esperada. Los fusibles miniatura pueden tener una capacidad de interrupción de sólo diez veces la corriente nominal. Algunos fusibles están marcados como HRC (alta capacidad de ruptura) y se llenan periódicamente con arena o material similar. Los fusibles para sistemas de cableado doméstico pequeños y de bajo voltaje generalmente tienen una clasificación de interrupción de 10 000 A. De manera similar, los fusibles para sistemas de energía más grandes tienen clasificaciones de interrupción más altas, con algunos fusibles limitadores de corriente de bajo voltaje con una clasificación de 30 000 amperios. Fusibles de tasas de potencia aparente total de nivel de falla de circuito para equipos de alto voltaje de hasta 115,000 voltios.

La tensión nominal del fusible debe ser mayor o igual a la tensión del circuito abierto. Por ejemplo, un fusible de tubo de vidrio de 32 V no interrumpiría la alimentación a una fuente de voltaje de 120 V o 230 V. Si un fusible de 32 voltios intenta interrumpir la alimentación de 120 V o 230 V, puede producirse un arco. El plasma en el fusible del tubo de vidrio puede pasar la corriente hasta que la corriente disminuye y el plasma regresa a un gas aislante. El voltaje nominal debe ser mayor que el voltaje máximo de la fuente que sería necesario desconectar. La clasificación de voltaje sigue siendo la misma para cada fusible cuando los fusibles relacionados se conectan en serie. La conexión de fusibles en serie no aumenta la tensión nominal de combinación.

La caída de voltaje a través del fusible generalmente la especifica el fabricante. La resistencia del elemento fusible puede cambiar a medida que se calienta debido a la disipación de energía al transportar corrientes más altas. Esta caída de tensión resultante debe tenerse en cuenta, especialmente cuando se utiliza un fusible en aplicaciones de baja tensión. Con los fusibles de alambre tradicionales, la caída de voltaje a menudo no es importante, pero con otras tecnologías, como los fusibles reconfigurables (PPTC), puede ser significativa.

La temperatura ambiente cambia los parámetros de funcionamiento de los fusibles. Un fusible de 1 amperio a 25 ^° C puede conducir entre un 10 y un 20 % más de electricidad a una temperatura de 40 a 60 °C. ^Ó C y puede abrir al 80% de su potencia nominal a 100 ^Ó C. Los valores de funcionamiento varían según la familia de fusibles y están especificados en las fichas técnicas del fabricante.

Los fusibles se fabrican en varios tamaños y estilos para adaptarse a muchas aplicaciones. Se fabrican en diseños de carcasa estandarizados para que sean fácilmente intercambiables. Dependiendo de la aplicación y la tensión nominal, los cuerpos de los fusibles pueden estar hechos de cerámica, vidrio, plástico, fibra de vidrio, laminados de mica moldeados o fibras comprimidas moldeadas.

Determina la capacidad de carga actual de un cable fusible. El fusible conduce corriente normal en condiciones estables sin aumentar su temperatura normal hasta el punto de fusión. En este estado, el calor generado por el viento a través del cable fusible es igual al calor liberado.

Calor generado = I ² R

= l ² ρ (l/a)

= 4I ² Ρl/πd ²

Como a = πd ^2/4

Dónde

R – es la resistencia del cable fusible.

ρ – es la resistencia específica,

l – es la longitud y

a – es la sección transversal del cable fusible.

= l ² K ₁ (l/d ² ) ——–> 1

Donde K ₁ es una constante. Pérdida de calor ∝ Superficie del cable fusible ∝ πdl.

∴ Pérdida de calor = k ₂ dl ———–> 2

Si igualamos 1 y 2 obtenemos

UE ² K ₁ (eu/d ² ) =k ₂ dl

UE ² = Kd ³

Donde K = K ₂ /K ₁

Yo = Kd ^3/2

Yo = Kd ^1,5

Esto se conoce como Ley de Seguridad .

Leyes del circuito magnético

Afirma que las leyes que gobiernan el flujo constante de electricidad en un circuito se pueden cambiar fácilmente. De aplicación inmediata al Circuito Magnético . Por lo tanto

Fuerza impulsora magnetomotriz = flujo x reluctancia

F = ΦxS

Corresponde exactamente a fuerza electromotriz = corriente x resistencia

Reluctancia = (Longitud/Área) x (1/Permeabilidad)

= l/Aµ

Para un imán con un área de sección transversal uniforme que coincida exactamente

Resistencia = (Longitud/Área) x (1/Conductividad)

A menudo es conveniente calcular en dimensiones unitarias. entonces tenemos

mmf por unidad de longitud = flujo x reluctancia por unidad de longitud

= (caudal/área) x (l/permeabilidad)

= densidad de flujo x (l/permeabilidad)

Intensidad del campo magnético H = B/µ

Esto coincide exactamente,

Para un material con flujo uniformemente distribuido y longitud l, la mmf total es igual a la mmf por unidad de longitud xl

es decir, F=Hl o AT=Hl

Al tratarse de un Circuito Magnético donde el flujo debe atravesar varias partes en cuestión de segundos, se pueden aplicar de forma inmediata los métodos utilizados para tratar con circuitos eléctricos en serie, siendo la reluctancia total la suma de los valores de las distintas partes. . Normalmente, la importancia de la reluctancia sólo es significativa en la medida en que permite determinar la fmm necesaria para producir un flujo determinado en el circuito. A menudo, el método más sencillo es determinar este valor de mmf total sumando los valores de mmf necesarios para producir el cambio en las distintas partes del circuito. Esto equivale a calcular la caída de voltaje total en un circuito eléctrico sumando los valores de caída de voltaje en múltiples componentes.

Por tanto, el valor total de la fmm alrededor de un campo magnético completo viene dado por

EN (o) F = ∫Hdl

O si el circuito consta de varias partes homogéneas, cada una de las cuales tiene una sección transversal uniforme y una longitud de ₁ L _2, etc.

fmmf total F (o) AT = Σ Hl = H ₁ 1 ₁ +H ₂ I ₂ +….

= Φ (p ₁ +S ₂ +….)

Si los valores del área y permeabilidad de las diferentes partes de los circuitos son A ₁ μ ₁ etc. se convierte en todo MMF

EN (o) F = (B ₁ /μ ₁ )i ₁ + (B ₂ /μ ₂ )i ₂ +…..

Donde B ₁ =Φ/A ₁ etc.

En ocasiones conviene expresar la ley básica del circuito magnético en forma.

Flujo = fuerza magnetomotriz x permeancia

La permeabilidad no es más que el recíproco de la reticencia a interactuar por caminos paralelos, y la permeabilidad total es la suma de los valores de los cursos individuales.

La principal diferencia entre los cálculos eléctricos y magnéticos surge del hecho de que la resistencia de un circuito eléctrico no depende directamente del valor de la reluctancia de una sustancia magnética, sino en gran medida del valor del flujo que lo atraviesa.