¿Cómo se funde un fusible con su clasificación actual, independientemente del voltaje?

Sé por leer en otra parte que es seguro usar un fusible con una clasificación de voltaje más alta al reemplazar uno, siempre que la clasificación de corriente y la velocidad de reacción sean las mismas.

Por ejemplo, si se clasifica un fusible 125V 1A, se 250V 1Apuede usar a.

Digamos que estos dos fusibles de ejemplo tienen una resistencia de 0.153 y 0.237 ohmios, respectivamente. (Tipo de cartucho de acción rápida de 5x20 mm de Littelfuse).

¿Es correcto decir que el 125V 1Afusible en teoría debería explotar a 153 mW y el 250V 1Afusible a 237 mW? (Usando )$P = I^2R$

La clasificación actual de un fusible representa la corriente sostenida mínima a la que se fundirá el fusible ... eventualmente. Un fusible de 1A tomará 1A durante mucho tiempo sin quemarse, y si el fusible puede descargar algo de calor en el PCB o tiene flujo de aire a través de él, es posible que nunca se queme a 1A.

El parámetro crítico es la clasificación , que le da una idea de la energía (potencia y tiempo) necesaria para volarlo. (Recuerde que los fusibles están realmente destinados a proteger los circuitos cuando hay fallas catastróficas).$I^2 \cdot t$

Es de crucial importancia igualar las clasificaciones , ya que si reemplaza un fusible de acción rápida con un tipo de soplado lento, incluso aunque ambos digan 1A, se necesitarán niveles de energía radicalmente diferentes para quemarlos.$I^2 \cdot t$

Cuando el fusible está intacto, solo tiene una caída de voltaje través de él. Esta caída no estará cerca de la clasificación de voltaje del fusible (de lo contrario, actúa como una gran resistencia y limita la energía disponible para su circuito). Una vez que se funde el fusible, la clasificación de voltaje entra en juego, lo que representa la cantidad de voltaje potencial que el fusible abierto puede soportar sin parpadear y volver a energizar el circuito de carga comprometido.$I \cdot R$

Ya hay algunas respuestas excelentes a esta pregunta, pero abordaría la respuesta de manera ligeramente diferente. Considere el circuito a continuación.

Bajo operación normal (es decir, fusible no quemado), V _f es I _L * R, donde R es la resistencia de fusible inherente. La corriente, I _L , fluye a través del fusible y la carga. El voltaje a través de la carga, V _L = V _B - V _f , donde V _B >> V _f . La carga deja caer la mayor parte del voltaje y el fusible deja caer solo una pequeña cantidad.

Como señalaron otros, el poder disipado en el fusible es I _L ² R. En algún nivel de disipación, el fusible se abrirá. Cuando se abre el fusible, se forma un arco que quema más material del fusible. Durante este proceso, V _f comenzará siendo I _L * R (como se definió anteriormente), pero se convertirá en V _B cuando I _L caiga a cero y el fusible se abra por completo. Al final del evento de borrado, todo V _B aparece en V _f y el flujo de corriente se detiene por completo.

La clasificación de voltaje (y la especificación AC / DC) del fusible entra en juego solo después de que se abre el fusible. Un fusible con una clasificación de voltaje inadecuada puede ser incapaz de apagar el arco resultante, lo que lleva a una falla rápida del fusible. Del mismo modo, un fusible o disyuntor clasificado para su uso con CA probablemente dependerá de un cruce por cero para apagar el arco, donde los fusibles con CC (especialmente los fusibles de CC de alto voltaje) a menudo están apretados con arena u otro material de enfriamiento del arco para evitar que la potencia disipada en el arco (teóricamente hasta V _B * I _L ) destruya catastróficamente el fusible y garantizar que la corriente no continúe fluyendo a través de un arco continuo (es decir, el fusible se funde pero la corriente continúa fluyendo a través del plasma entre el fusible internos).

Si el fusible nunca se funde, la tensión nominal del fusible no importa. En el momento en que explota, la clasificación actual deja de importar y rápidamente sabrá si especificó el fusible de voltaje apropiado para su aplicación.

El fusible "ve" en gran medida solo su propio entorno. El cable del fusible se derrite cuando la entrada térmica neta es suficiente para causar un aumento de temperatura suficiente para derretir el cable u otro elemento fusible.

Para obtener la disipación de energía local, necesita una caída de voltaje en el fusible.
Potencia = I ^ 2 x R = V ^ 2 / R = V x I
Todos estos son equivalentes aquí.
El primero se relaciona con la corriente transportada y la resistencia del fusible.
El segundo se relaciona con la caída de voltaje a través del fusible y la resistencia del fusible.
El tercero se refiere a la caída de voltaje a través del fusible x corriente transportada.

La entrada térmica neta es energía disipada, energía radiada por tiempo.

Aquí hay un motor de búsqueda de fusibles . Los parámetros específicos (principalmente la corriente de fusión aquí) buscan fusibles. Leer valor de resistencia. Algunos ejemplos aqui

Dos ejemplos:

100 mA: A FRS-R-1/10 600 V 0.1 A Mersen Class RK5 600V Time Delay tiene una resistencia de aproximadamente 90 mili-Ohms. V = IR = 0.1 x 0.09 ~ = 10 mV!
Potencia = I ^ 2 x R = ~ 1 mW !!!

10 A: A 9F57CAA010 10 A El fusible de corte de aceite Mersen tiene una resistencia de aproximadamente 10 miliamperios.
Caída de voltaje = IR = 10 x 0.010 = 0.1 V
Potencia = I ^ 2 R = 10 ^ 2 x 0.01 = 1 vatio!

Cuando se funde un fusible, interrumpe una corriente (en algunos casos bastante grande). El fusible no pasa instantáneamente de "normal" a "completamente quemado": el cable se calienta y se derrite, creando un breve descanso que se expande porque el cable no se enfría inmediatamente. Cuando la ruptura es pequeña, puede obtener un arco (especialmente si la carga es inductiva), que se extingue poco después porque 1) la corriente instantánea llega a cero (ya que esto es CA) y para cuando el voltaje vuelve al pico, la brecha es lo suficientemente amplia para un arco.

Por lo tanto, cuanto mayor es el voltaje, mayor espacio debe haber. Sin embargo, usar un fusible de mayor voltaje no es un problema.

Imagínese usar el pequeño fusible de 250 V con, digamos, 10 kV: se arquearía sobre todo el fusible.

En cuanto a la potencia a la que se funde el fusible, es pequeño en comparación con la potencia del sistema, pero implica un límite de cuán bajo puede ser el voltaje del sistema. Si el fusible tiene una resistencia de 0.237ohm y una corriente de 1A, entonces cae 0.237V, por lo que si su sistema funciona con un voltaje similar, tendrá problemas.

La respuesta simple es que los electrones en movimiento producen calor independientemente del voltaje. El voltaje no importa en esta producción de calor, es el mismo independientemente del voltaje. Un amplificador produce la misma cantidad de calor debido a la fricción de los electrones que rebotan. Por lo tanto, un amplificador de CC es la misma cantidad de calor que un amplificador de CA rms.

1amp DC todavía produce la misma cantidad de calor que 1 amp rms AC. 1 amp CA, independientemente del voltaje, produce la misma cantidad de calor. No confunda calor con consumo de energía que caería en el ámbito de la caída de voltaje, como a través de una carga, ya sea que la carga sea intencional o no, como vd en cables de transmisión o circuitos derivados S