מבוא לתפקידו של Breguet בפיתוח נתיכים
ההצעה של ברגה: שימוש בחלק מצומצם של מוליכים כדי לשמור על תחנות טלגרף מפני ברק
1864: שימוש באלמנטים וחוטי נייר מתיכים להגנה על כבלי טלגרף ומתקני תאורה
1890: תומס אלווה אדיסון מקבל זכויות על נתיך כחלק ממערכת ההפצה החשמלית שלו
מה זה פיוז?
הגדרה באלקטרוניקה/חשמל
מכשיר חיוני להגנה מפני תנאי זרם יתר
פס מתכת מתמוסס עם זרם מוגזם, פותח את המעגל
מכונה גם ניתוק אספקה אוטומטי (ADS)
זול ונפוץ להגנה מפני קצר חשמלי או זרם גבוה
מדוע אנו דורשים פיוז?
מַטָרָה:
מונע ממכשירי חשמל ביתיים נזקי זרם גבוה או עומס יתר
מונע תקלות חיווט וסכנות שריפה
ניצוץ פתאומי כאשר נתיך נשבר עלול לגרום נזק למכשירים
צורך בסוגים שונים של נתיכים להגנה יעילה
נתיכים מדורגים באמפר; מבוסס על חום שנוצר מהתנגדות
אורך חוט קצר יותר, התנגדות מינימלית
אורך חוט מינימלי, התנגדות מינימלית
מאפיינים של נתיכים
ערך דירוג נוכחי
זרם מרבי המוליך ללא התכה
נמדד באמפר; בעל מאפיינים תרמיים
ערך דירוג מתח
חיבור סדרה; דירוג המתח אינו מוגבר
טֶמפֶּרָטוּרָה
טמפרטורת הפעלה גבוהה יותר מפחיתה את דירוג הזרם, וגורמת להתכה
נפילת מתח
זרם נוסף מגביר את הטמפרטורה, גורם להתכה; ירידת המתח מינימלית לאחר ההמסה
עקרון העבודה של פיוז
אפקט חימום של זרם
בנוי עם פס/חוט מתכתי דק
תמיד מחובר בסדרה
זרם גבוה מרכך נתיך, פותח מעגל, מונע אספקה
פעולה רגילה: פיזור חום, טמפרטורה מתחת לנקודת התכה
תנאי תקלה: זרם גבוה, טמפרטורה גבוהה, נתיך נמס ונשבר, מגן מפני עומס יתר/קצר חשמלי
בניית נתיכים
עשוי ממוליך מתכת שנבחר בקפידה
מאפשר זרם מוגבל בלבד; שובר מעגל אם חריגה
מספק דיכוי מתח יתר
פרטי בנייה:
ניתן להחלפה עם נתיך דירוג כוח זהה
חומרים: נחושת (Cu), אבץ (Zn), אלומיניום (Al), כסף (Ag)
מתפקד כמפסק וכמכשיר בטיחות
נוסחת דירוג נתיך:
דירוג נתיך=(הספק (וואט)/מתח (וולט)) x 1.25
שלבי בחירת נתיך:
בחר נתיך
כתוב מתח המכשיר (V) והספק (W)
חשב דירוג נתיך
השתמש בדירוג הנתיך הזמין הגבוה ביותר (למשל, 7.689A → השתמש בנתיך 8A)
דיכוי מתח יתר בנתיכים
בנוסף להגבלת הזרם, נתיכים יכולים גם למלא תפקיד בהגנה על מעגלים מפני קוצים במתח. לפעמים, מעגלים חשמליים חשופים לנחשולים פתאומיים או מתחי יתר, שיכולים להזיק לא פחות מהזרם המוגזם. כדי להתמודד עם זה, התקני הגנה מפני מתח יתר משמשים לעתים קרובות לצד נתיכים כדי להגן מפני קוצים זרם ומתח כאחד.
רכיבים כמו תרמיסטורים של מקדם טמפרטורה שלילי (NTC) ממוקמים בדרך כלל במקביל לאספקה. כאשר ספייק מתח גורם לזרם יתר לזרום, ההתנגדות של ה-NTC יורדת, מה שמאפשר לו לספוג את הספייק ולהגן על המעגל. באופן דומה, וריסטורי תחמוצת מתכת (MOV) הם התקנים מוליכים למחצה שיכולים לספוג עליות מתח באופן דו-כיווני, ומציעים הגנה נוספת מפני מתחי יתר חולפים.
על ידי שילוב אלמנטים אלה, הנתיך לא רק מגן מפני עומסי יתר וקצרים אלא גם משפר את הבטיחות הכוללת של המערכת החשמלית על ידי דיכוי קוצי מתח מזיקים.
המבנה הבסיסי של הפתיל מוצג כדלקמן:
ניתן לשנות נתיך במעגל החשמלי על ידי הצבת נתיך חדש בעל רמות דירוג הספק דומות. ניתן לעצב אותו עם אלמנטים כמו Cu (נחושת), Zn (אבץ),
אל (אלומיניום), ו-Ag (כסף). הם גם מתפקדים כמו מפסק לשבירת המעגל בזמן שהתקלה הפתאומית מתרחשת במעגל. זה עובד כמו בטיחות
אמצעי או מגן לבני אדם מפני סיכונים. ככה הפתיל עובד.
דירוג נתיך=(הספק (וואט)/מתח (וולט)) x 1.25
בחירת נתיך יכולה להיעשות על ידי חישוב דירוג הנתיך על ידי שימוש בנוסחה לעיל.
בחר את הפתיל.
רשום את המתח (וולט) והספק (וואט) של המכשיר.
חשב את דירוג הנתיך.
לאחר התוצאה, השתמש בדירוג הנתיך המרבי. לדוגמה, אם דירוג הנתיך המחושב הוא דירוג הנתיך המרבי. זה אומר שכאשר דירוג הפתיל המחושב
הוא 7.689 אמפר, אז יש להרכיב נתיך עם 8 אמפר במעגל החשמלי.
סוגים שונים של נתיכים
סיווג לפי בקשה:
נתיך מסוג AC
נתיך מסוג DC
מסווג נוסף לפי רמות מתח
התייחסות לתרשים: תרשים סוגי נתיכים (לא מוצג)
סוגי נתיכים
נתיכים DC:
גודל גדול יותר, ערך קבוע מעל 0V
הסרה/ביטול מעגל מסובך
קשת חשמלית אפשרית; אלקטרודות ממוקמות רחוק זו מזו
גודל גדול, בנייה מורכבת
נתיכים AC:
גודל קטן יותר
זרם מתנודד 50-60 פעמים/שנייה; ללא קשת חשמלית
יכול להיות קטן יותר; מסווג נוסף לנתיכים HV (מתח גבוה) ו-LV (מתח נמוך).
נתיכים LV
סוגי נתיכים במתח נמוך:
ניתן לחיבור מחדש
מַחסָנִית
לִנְשׁוֹר
חָלוּץ
מֶתֶג
סוגי נתיכים ניתנים לחיבור מחדש
משמש בחיווט ביתי, תעשיות קטנות, אפליקציות זרם נמוך
שני חלקים עיקריים: בסיס נתיך (פורצלן, מסופי כניסה/יציאה), מנשא נתיכים (אלומיניום, נחושת משומר, עופרת)
מנשא נתיכים ניתן להחלפה בקלות
סוגי חלוצים של נתיכים
משמש למעידה/סגירת מעגל
בעלי כוח ותזוזה משמעותיים
נתיך מסוג מתג
סגור עם מתג מתכת ופיוז
משמש במתח נמוך ובינוני
סוגי נתיכים נשירה
ההתכה גורמת לירידת יסוד על ידי כוח הכבידה
משמש להגנה על שנאים חיצוניים
סוגי נתיכים HV (מתח גבוה).
משמש להגנה על שנאים (שנאי מכשירים, שנאי כוח קטנים, מערכות חשמל)
מדורג עבור 1500V עד 138,000V
חלק נתיך עשוי נחושת, כסף או פח לביצועים עקביים
נתיכים ניתנים לאיפוס (פוליפוסים או פיוזים PTC)
קטגוריה משמעותית נוספת היא הפתיל הניתן לאיפוס, הידוע בדרך כלל כ-polyfuse או PTC (מקדם טמפרטורה חיובי). בניגוד לנתיכים מסורתיים הדורשים החלפה ידנית לאחר תקלה, לנתיכים אלה יש תכונת איפוס עצמי- חכמה.
כיצד פועלים נתיכים הניתנים לאיפוס
נתיכים הניתנים לאיפוס עשויים מחומרים כגון פולימרים אורגניים מלאים בחלקיקי פחמן. בתנאים רגילים, הם מוליכים חשמל בקלות ומאפשרים לזרם לזרום לפי הצורך. עם זאת, כאשר יותר מדי זרם עובר-עקב תקלה או עומס יתר-החום שנוצר גורם לפולימר להתרחב. פעולה זו מפרידה את חלקיקי הפחמן, מעלה באופן דרמטי את ההתנגדות ובעצם עוצרת את הזרם. לאחר שהבעיה נפתרה והמכשיר מתקרר, הפולימר מתכווץ, חלקיקי הפחמן מתחברים מחדש, והנתיך חוזר למצב המוליך שלו-מוכן להגן שוב על המעגל.
סוגים אלה של נתיכים מוערכים במיוחד ביישומים שבהם הגישה היא מסובכת, כמו בתוך ספקי כוח למחשבים, מטענים לטלפונים ואפילו אלקטרוניקה תעופה וחלל. אין צורך בהחלפה או בהתערבות ידנית-הנתיך מאפס את עצמו, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור הגדרות סגורות או-קריטיות כאלה.
זיהוי נתיכים הניתנים לאיפוס
לעתים קרובות ניתן לזהות נתיכים של PTC לפי צורתם וצבעם: גרסאות-החור הן בדרך כלל בצורת-דיסק וצהוב-כתום, בעוד שגרסאות הרכבה-על פני השטח עשויות להיראות ירוקות עם סימנים לבנים או שחורות עם זהב. הם מיוצרים במגוון רחב של דירוגים נוכחיים, מה שמבטיח תאימות לצרכי הגנה שונים.
נתיכים מוליכים למחצה
קטגוריה חשובה נוספת שיש לקחת בחשבון היא נתיכים מוליכים למחצה. אלה תוכננו במיוחד כדי להגן על רכיבים אלקטרוניים רגישים, כגון דיודות, תיריסטורים וטרנזיסטורים, הנמצאים בדרך כלל באלקטרוניקה. שלא כמו נתיכים סטנדרטיים, נתיכים מוליכים למחצה מגיבים במהירות רבה למצבי זרם יתר-המכונה לעתים קרובות נתיכים "אולטרה מהירים".
הסיבה למהירות זו פשוטה: מוליכים למחצה עלולים להינזק אפילו מנחשולי זרם גבוהים קצרים. נתיכים מוליכים למחצה מתוכננים עם ערכי I²t נמוכים (כלומר הם מגבילים את כניסת האנרגיה-לדרך במהלך תקלה) ושוברים את המעגל באופן מיידי כדי למנוע נזק. כתוצאה מכך, הם משמשים בדרך כלל ביישומים הכוללים כוננים בתדר משתנה, ממירים והתקנים אלקטרוניים מדויקים אחרים שבהם הגנה מהירה חיונית.
נתיכים אלה הם מראה נפוץ בלוחות בקרה תעשייתיים ובמעגלי מיתוג-במהירות גבוהה, ומציעים שכבת בטיחות נוספת עבור רכיבים עדינים ובעלי ערך- גבוה.
ההבדל בין נתיכים איטיים לנשיפה מהירה
בעת בחירת נתיך עבור יישום מסוים, חשוב להבין את ההבחנה בין נתיכים איטיים לפיוזים מהירים, שכן כל סוג מגיב באופן שונה לנחשולים ועומס יתר.
נתיכים איטיים: נתיכים אלה מתוכננים עם אלמנט עבה יותר או שנבנה במיוחד, המאפשר להם לסבול זרמי יתר זמניים, כמו עליות מתח קצרות- או זרמי פריצה הנפוצים במכשירים כגון מנועים ושנאים. זה הופך אותם לאידיאליים במקום בו צפויים קוצים רגעיים במהלך פעולה רגילה, שכן הנתיך ינתק את המעגל רק אם הזרם העודף נמשך מעבר למרווח קצר.
נתיכים מהירים: לעומת זאת, נתיכים מהירים פועלים עם הרבה פחות סובלנות לעומס יתר. הם מתוכננים לחתוך את המעגל כמעט מיד אם חורגים מהזרם הנקוב. מאפיין זה הופך אותם למתאימים להגנה על אלקטרוניקה רגישה או רכיבים שעלולים להינזק במהירות אפילו בגלל זרם יתר קצר.
הבחירה בין שני סוגי הנתיכים הללו תלויה במידה רבה באופי הציוד ובפרופיל הזרם הטיפוסי שחווה במהלך האתחול והתפעול.
נתיכים ניתנים לאיפוס (פוליפוסים או פיוזים PTC)
קטגוריה משמעותית נוספת היא הפתיל הניתן לאיפוס, הידוע בדרך כלל כ-polyfuse או PTC (מקדם טמפרטורה חיובי). בניגוד לנתיכים מסורתיים הדורשים החלפה ידנית לאחר תקלה, לנתיכים אלה יש תכונת איפוס עצמי- חכמה.
כיצד פועלים נתיכים הניתנים לאיפוס
נתיכים הניתנים לאיפוס עשויים מחומרים כגון פולימרים אורגניים מלאים בחלקיקי פחמן. בתנאים רגילים, הם מוליכים חשמל בקלות ומאפשרים לזרם לזרום לפי הצורך. עם זאת, כאשר יותר מדי זרם עובר-עקב תקלה או עומס יתר-החום שנוצר גורם לפולימר להתרחב. פעולה זו מפרידה את חלקיקי הפחמן, מעלה באופן דרמטי את ההתנגדות ובעצם עוצרת את הזרם. לאחר שהבעיה נפתרה והמכשיר מתקרר, הפולימר מתכווץ, חלקיקי הפחמן מתחברים מחדש, והנתיך חוזר למצב המוליך שלו-מוכן להגן שוב על המעגל.
סוגים אלה של נתיכים מוערכים במיוחד ביישומים שבהם הגישה היא מסובכת, כמו בתוך ספקי כוח למחשבים, מטענים לטלפונים ואפילו אלקטרוניקה תעופה וחלל. אין צורך בהחלפה או בהתערבות ידנית-הנתיך מאפס את עצמו, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור הגדרות סגורות או-קריטיות כאלה.
זיהוי נתיכים הניתנים לאיפוס
לעתים קרובות ניתן לזהות נתיכים של PTC לפי צורתם וצבעם: גרסאות-החור הן בדרך כלל בצורת-דיסק וצהוב-כתום, בעוד שגרסאות הרכבה-על פני השטח עשויות להיראות ירוקות עם סימנים לבנים או שחורות עם זהב. הם מיוצרים במגוון רחב של דירוגים נוכחיים, מה שמבטיח תאימות לצרכי הגנה שונים.
סוגי נתיכים ניתנים לחיבור מחדש
נתיכים ניתנים לחיווט חוזרים נמצאים תחת הסיווג של נתיכים LV, ואלה משמשים כמעט ביישומים קטנים כגון חיווט בבית, תעשיות בקנה מידה קטן, ויישומי זרם זעירים אחרים. סוגים אלה של נתיכים כוללים שני חלקים חיוניים כאשר אלה הם בסיס נתיך, שיש לו שני מסופים כמו פנימה והחוצה. באופן כללי, אלמנט זה מיוצר עם פורצלן. חלק נוסף בפתיל זה הוא מנשא פתיל, האוחז באלמנט הפתיל.
אלמנט זה מיוצר עם אלומיניום, נחושת משומרת ועופרת. היתרון העיקרי של מנשא נתיך הוא שנוכל פשוט לחבר ולהסיר מבסיס הפתיל ללא סיכון של הלם. מכיוון שהנתיך פגום בגלל זרם כבד, אז אנחנו יכולים פשוט לבטל את מנשא הפתיל כמו גם להחזיר את חוט הפתיל.
פֶּתֶק:נתיכים ניתנים לחיווט חוזרים הם פשוטים וניתנים לשימוש חוזר, אך הם מעט פחות אמינים מאשר נתיכים בעלי יכולת פריצה גבוהה (HRC). הם נמצאים בשימוש נרחב בבתים ובמשרדים בגלל קלות התחזוקה שלהם למרות הפשרה הקלה באמינות.
סוגי נתיכים של מחסניות
לסוג המחסנית של נתיכים יש מיכלים סגורים לחלוטין ומגע מתכת גם כן. היישומים של נתיך זה כוללים בעיקר מתח נמוך (LV), מתח גבוה (HV) ונתיכים קטנים. שוב, סוגי נתיכים אלו מסווגים לשני סוגים, הם נתיכים מסוג D-וסוג Link-.
נתיכים של מחסניתדומים מאוד במבנה לנתיכים של מחסנית DC. הם מורכבים ממעטפה שקופה ואטומה המקיפה את אלמנט הפתיל, המאפשרת בדיקה קלה. ניתן לחבר נתיכים של מחסנית (סוג להב) או להבריג למתקן (סוג בריח).
D-נתיך מחסנית
סוג זה של נתיך מורכב מהמחסנית, בסיס הנתיך, טבעת המתאם והכובע. בסיס הפתיל מורכב ממכסה נתיך, אשר ארוז עם מרכיב הפתיל על ידי מחסנית באמצעות טבעת מתאם.
הוא מורכב מהמחסנית, בסיס הנתיך, המכסה וטבעת המתאם. לבסיס הנתיך יש את מכסה הנתיך, אשר מצויד באלמנט הנתיך עם מחסנית דרך טבעת המתאם. חיבור המעגל מסתיים כאשר הטיית המחסנית בונה מגע דרך המוליך.
פיוז מסוג קישור
הנתיך מסוג הקישור ידוע גם בשם נתיך קרע גבוה (HRC) או פתיל מסוג BS. בסוג זה של נתיך, זרימת הזרם עם אלמנט הפתיל מוגדרת בתנאים סטנדרטיים.
בנתיך מסוג BS זה, זרימת הזרם על ידי אלמנט נתיך ניתנת במצב רגיל. הקשת שנוצרת על ידי הפתיל שנשפך נשלטת מיוצרת עם פורצלן, קרמיקה וכסף. המיכל של אלמנט הפתיל ארוז בחול סיליקה. סוג זה של נתיך מסווג שוב לשני חלקים כולל סוג להב וסוג מוברג.
סוגי נתיכים עם להב ומוברג
הנתיכים מסוג הסכין או-התקעים מתוכננים עם פלסטיק. סוג זה של נתיך יכול להיות פשוט להחלפה במעגל החשמלי ללא כל עומס.
בנתיך מוברג, לוחות של נתיך זה מוליכים מוגדרים לבסיס הנתיך.
סוגי חלוצים של נתיכים
הפתיל מסוג סטריטר משמש לניתוק וסגירת המעגל החשמלי. לנתיכים האלה יש הרבה כוח כמו גם תזוזה.
תכונה נוספת:נתיכים של חילוץ מסופקים לעתים קרובות עם פתיל-עמוס קפיץ שפועל כאינדיקטור חזותי, המראה מתי הפתיל התפוצץ. החלוץ יכול גם להפעיל מתג נוסף, ולהוסיף שכבה נוספת של בטיחות ואוטומציה.
נתיך מסוג מתג
בעיקרון, הפתיל מסוג המתג מצורף במתג מתכת וגם בפתיל. נתיכים אלו משמשים בעיקר ברמות מתח נמוכות ובינוניות. מאפיין בולט של נתיך המתג הוא ידית המופעלת ידנית, המאפשרת לך לחבר או לנתק נתיכים בזרם גבוה בבטחה. על ידי שילוב מנגנון המיתוג עם הפתיל, קל הרבה יותר לבודד מעגל במהלך תחזוקה או במקרה של תקלה, ומציע שכבת הגנה ונוחות נוספת במערכות החשמל.
מִבצָע:נתיכים מתג כוללים ידית הפעלה ידנית המאפשרת לך לחבר או לנתק נתיכים עם זרם גבוה בבטחה, מה שמוסיף נוחות הן בתפעול והן בתחזוקה.
סוגי נתיכים נשירה
בסוג נתיך זה, התכה של פיוז יוצרת את האלמנט לרדת מתחת לכוח המשיכה ביחס לסיוע המינימלי שלו. סוגים אלה של נתיכים משמשים להגנה על שנאים חיצוניים.
נקודת מפתח:נתיכים נשירים מכילים זרוע מנוף-קפיצית הנסוגת לאחור כאשר מתרחשת תקלה, וגורמת לאלמנט הנמס לנשור החוצה ולציין באופן גלוי על נתיך שפוצץ. כדי לשחזר את פעולתו, יש לחבר את הפתיל מחדש ולהחזיר אותו למקומו, מה שהופך אותם לסוג של נתיך גירוש הנפוץ ביישומים חיצוניים.
סוג נשירה
אלו הם הסוגים העיקריים של נתיכים LV.
סוגי נתיכים HV (מתח גבוה).
בדרך כלל, נתיכים HV משמשים להגנה על השנאים כמו שנאי מכשירים, שנאי כוח קטן ומשמשים גם במערכות חשמל. הנתיכים האלה הם
נטען בדרך כלל עבור מתחים מעל 1500V עד 138000V.
החלק המותך בנתיכים HV מיוצר עם נחושת, כסף או במקרים מסוימים נעשה שימוש בפח, על מנת להציע ביצועים עקביים ויציבים. הנתיכים האלה הם
מסווג לשלושה סוגים הכוללים את הדברים הבאים.
אילו סוגי נתיכים משמשים להגנה על מנוע?
נתיכים של עיכוב זמן המשמשים במעגלי ענף מנוע
גודל המתאים לזרם עומס המנוע להגנה על קצר חשמלי ומעגלים
יתרונות וחסרונות של פיוז חשמלי
יתרונות
לא-יקר, אינו דורש טיפול/תחזוקה נוספים
אוטומטי לחלוטין, מהיר יותר ממפסקים
גודל קטן, אפקט מגביל זרם בתנאים חריגים
זמן הפיך-מאפיינים נוכחיים להגנה מפני עומס יתר
חסרונות
נדרש זמן החלפה
זמן-תכונה נוכחית לא תמיד מסונכרנת עם אלמנט מגן
יישומים של סוגים שונים של נתיכים
חיוני בכל המעגלים החשמליים
יישומים עיקריים:
שנאי כוח
מכשירי חשמל: AC, טלוויזיות, מכונות כביסה, מערכות מוזיקה וכו'.
כבלים חשמליים לבית
טלפונים ניידים
מתנעי מנוע
מחשבים ניידים
מטענים כוח
מצלמות, סורקים, מדפסות, מכונות צילום
מכוניות, מכשירים אלקטרוניים, משחקים
מַסְקָנָה:
פונקציית נתיך: הגן על מעגלים מפני זרם יתר
זרימת זרם בזמן-אמת אינה עקבית; סכנת התחממות יתר ונזק
למרות מפסקים, נתיכים עדיין נמצאים בשימוש נרחב ברכיבים חשמליים בסיסיים
קבל פתרונות אמינים להגנה על יישומים עבור הפרויקט שלך
שלח אלינו את שאלתך לגבי נתיכים ותחווה את הכוח הטרנספורמטיבי שיכול להיות לו על העסק או המותג שלך.