Bezpieczniki samonaprawiające się
Zasada działania konwencjonalnego bezpiecznika opiera się na termicznym efekcie prądu elektrycznego. Cienki drut miedziany jest umieszczony wewnątrz ceramicznej lub szklanej bańki, która zapala się, gdy przepływający przez nią prąd nagle przekracza określoną z góry wartość. Prowadzi to do konieczności wymiany takiego bezpiecznika na nowy.
Bezpieczniki samoregulujące, w przeciwieństwie do bezpieczników konwencjonalnych, mogą być wyzwalane i resetowane wielokrotnie. Te samonastawne bezpieczniki są często używane w komputerach i konsolach do gier do ochrony portów USB i HDMI, a także do ochrony baterii w urządzeniach przenośnych.
Wniosek jest następujący. Nieprzewodzący polimer krystaliczny zawiera wprowadzone do niego najmniejsze cząsteczki węgla węgiel, które są rozmieszczone w całej objętości polimeru, dzięki czemu swobodnie przewodzą prąd elektryczny. Cienki arkusz tworzywa sztucznego pokryty jest elektrodami przewodzącymi prąd, które rozprowadzają energię po całej powierzchni elementu. Zaciski są przymocowane do elektrod, które służą do podłączenia elementu do obwodu elektrycznego.
Charakterystyczną cechą takiego przewodzącego tworzywa sztucznego jest duża nieliniowość dodatniego temperaturowego współczynnika rezystancji (TCR), który służy do ochrony obwodu. Gdy prąd przekroczy określoną wartość, element nagrzewa się, a rezystancja przewodzącego tworzywa sztucznego gwałtownie wzrasta, co powoduje przerwanie obwodu, do którego element jest podłączony.
Przekroczenie progu temperatury prowadzi do przekształcenia struktury krystalicznej polimeru w strukturę amorficzną, a łańcuchy sadzy, przez które przepływa prąd, ulegają zniszczeniu — rezystancja elementu gwałtownie wzrasta.
Przyjrzyjmy się głównym cechom samoresetujących się bezpieczników.
1. Maksymalne napięcie robocze - napięcie, które bezpiecznik może wytrzymać bez uszkodzenia, pod warunkiem, że przepływa przez niego prąd znamionowy. Zazwyczaj wartość ta mieści się w zakresie od 6 do 600 woltów.
2. Maksymalny prąd bez wyzwalania, prąd znamionowy bezpiecznika samoczynnego odzyskiwania. Zwykle dzieje się to od 50mA do 40A.
3. Minimalny prąd roboczy — wartość prądu, przy którym stan przewodzący staje się nieprzewodzący, tj. wartość prądu, przy której obwód się otwiera.
4. Maksymalny i minimalny opór. Odporność w stanie roboczym. Zaleca się wybranie elementu o najniższej wartości tego parametru spośród dostępnych, aby nie marnować na niego nadmiaru mocy.
5. Temperatura pracy (zwykle od -400 C do +850 C).
6. Temperatura reakcji, czyli temperatura „włączenia” (zwykle od +1250 C i więcej).
7. Maksymalny dopuszczalny prąd — maksymalny prąd zwarcia przy naprężeniu nominalnym, które element może wytrzymać bez uszkodzenia. Jeśli ten prąd zostanie przekroczony, bezpiecznik po prostu się przepali. Zwykle wartość ta jest mierzona w dziesiątkach amperów.
8. Szybkość reakcji. Czas nagrzewania do temperatury reakcji wynosi ułamek sekundy i zależy od prądu przeciążenia oraz temperatury otoczenia. Parametry te są określone w dokumentacji konkretnego modelu.
Samodostrajające się bezpieczniki są dostępne zarówno w obudowach przewlekanych, jak i SMD.Z wyglądu przypominają warystory lub rezystory SMD i są szeroko stosowane w obwodach ochronnych różnych urządzeń elektrycznych.