Fusible de acción lenta frente a fusible de acción rápida

Fui ingeniero eléctrico en la década de 1950, parte de mi trabajo estaba relacionado con las pruebas y la selección de fusibles. Hace poco di una charla a mi club de radio aficionado local sobre el tema, y lo que sigue es del guión que escribí para esa charla. Creo que es relevante para la discusión aquí.

Un fusible de protección contra sobretensiones debe acomodar tres regiones de sobrecarga. Para un cortocircuito debe soplar rápido de la manera normal. También debe soplar para corrientes de sobrecarga constantes como un fusible F, pero debe tolerar sobrecorrientes breves continuas, por ejemplo, diez veces su clasificación, sin soplar ni deteriorarse.

Se utilizan tres técnicas principales para lograr esto. Lo más simple es aumentar la masa térmica del elemento, utilizando un cable más grueso y, por lo tanto, más largo (para obtener suficiente resistencia al calor), enrollando alrededor de un núcleo aislante, con un control cuidadoso de la separación para un funcionamiento consistente. Imágenes de este tipo y las siguientes están en la respuesta de @Russell McMahon. No he visto una explicación del fusible con el cable ondulado.

La segunda técnica emplea un elemento fusible de tres partes. La primera parte es un cable con un alto punto de fusión para que absorba las sobretensiones, mientras sopla rápidamente en una sobrecarga extrema. Esto es similar a un fusible F que funciona muy por debajo de su clasificación, por lo que no protegerá contra sobrecargas cercanas a la corriente nominal. La segunda parte aborda esto, brindando protección para las corrientes que están más cerca del valor nominal pero no lo suficientemente altas para soplar el cable delgado en sí, y consiste en una masa de material de punto de fusión inferior en serie con El cable principal, que se calienta más lentamente que el cable. La tercera parte del elemento es un sólido resorte de material de resistencia relativamente alta, que ayuda a calentar el bulto y lo separa rápidamente cuando se derrite. La combinación de bulto y resorte, con su masa térmica relativamente alta, también permite que pase la sobretensión, pero proporciona la protección para sobrecargas a largo plazo pero menores. Hay muchas variaciones en este diseño y le da a los fabricantes una gran cantidad de parámetros para ajustar las características del fusible. Ocasionalmente, como en la imagen de arriba, se usa un cable de derivación a través del resorte para ajustar las características del fusible.

El tercer método emplea el efecto 'M'. En la década de 1930, el Prof. A.W.Metcalf (de ahí la 'M') investigó un fenómeno en el que la aleación de estaño utilizada para soldar los extremos del fusible parecía afectar el tiempo de soplado, reduciéndolo de una manera extraña. Encontró que un punto (el punto 'M') de soldadura en un elemento de cable plateado no afectó el rendimiento del cortocircuito, pero sí redujo el tiempo para soplar en una corriente más baja sostenida. En este caso, a la temperatura más baja del cable, la soldadura se difundió y se alearon con la plata para crear una región de alta resistencia en el lugar, que brillaría al rojo vivo, con el cable al lado. Esto, con aleaciones adecuadamente elegidas, proporciona la característica necesaria para un fusible resistente a las sobretensiones. Un problema con este tipo de fusible es que las corrientes ocasionales justo por encima del valor nominal pueden causar que ocurra una difusión no deseada, alterando las características del fusible sin cambios visibles. Aquí hay una imagen de tres fusibles de punto M, y sí, hay un punto pequeño en el de arriba.

Por lo general, la información está en el fusible en sí. En la mayoría de los fusibles, hay una inscripción que identifica el fusible. Por ejemplo, uno de los fusibles que tengo en mi escritorio está marcado como F10AL250V. Eso significa que es un fusible rápido de 10 A hasta un voltaje de 250 V. Otro que tengo está marcado como T500mAL250V. Eso significa que el fusible tiene una capacidad de acción lenta a una corriente de 500 mA para voltajes de hasta 250 V.

La marca estará en algún lugar en el caso del fusible. En los fusibles de tubo de vidrio, generalmente está grabado (a veces muy mal) en la parte metálica del cuerpo. No hay una buena manera de detectar de forma no destructiva qué tipo de fusible es un fusible si no está marcado.

Además de eso, también hay fusibles FF que son muy rápidos, TT que son muy lentos y fusibles M que se supone que son medianos.

Todos los fusibles de golpe lento que he visto, tengo un cable enrollado para el elemento de fusión.

Los fusibles de acción rápida tienen cables simples y rectos.

Esta es una generalización que, sin duda, no siempre se cumple, pero funciona en la mayoría de los casos.

En un fusible de acción rápida, la disipación térmica en el cable actúa para fundir la parte del cable que lo lleva. Hay un efecto del calor adyacente, pero se reduce mucho de un golpe lento.

En el fusible de fusión lenta, el cable está (generalmente) enrollado para proporcionar proximidad a la energía térmica del cable adyacente, más la ruta de enfriamiento aumenta al tener una longitud de cable mucho más larga y, por lo tanto, una ruta térmica a los puntos de montaje. El calor acumulado de las secciones adyacentes ayuda a fundir el fusible. El fusible de golpe lento tiene "inercia térmica" mientras que un golpe rápido tiene una constante de tiempo térmica muy corta.

Muchas imágenes de golpe lento

T = fusible de quemado lento

F = fusible de acción rápida

TT = fusible de combustión muy lenta

FF = fusible de acción muy rápida

En caso de que alguien se esté preguntando si T significa Timed, que es el término correcto para un fusible de "golpe lento", F, como se mencionó, significa Fast. Si se trata de un amplificador de potencia, entonces tendría sentido que los fusibles fuesen de golpe lento (también conocido como anti sobretensiones), teniendo en cuenta que hay un inductor (el transformador) que alimenta grandes condensadores, por lo que habrá una gran oleada en el interruptor en. Si quieres jugar de forma segura, usa fusibles rápidos, pero pueden explotar fácilmente y con frecuencia. Los fusibles realmente solo protegerán al transformador de cualquier manera y, posiblemente, al rectificador en cierta medida, es poco probable que eviten que el transistor de salida se dañe, ya que es probable que esto ocurra primero en caso de una falla. El transformador no funciona. para sobrecalentar mucho o incendiarse antes de que funcione un fusible de golpe lento :-) Por cierto, un buen diseño debe tener F o T más el índice de fusibles marcado en la PCB donde se encuentra el portafusibles.

Si bien toda esta discusión sobre los tipos de fusibles es muy instructiva, me pregunto si responde a la pregunta subyacente. Creo que el póster original quiere saber qué fusible usar para reemplazar uno defectuoso. La respuesta a esto depende de la aplicación. El propósito principal de un fusible, en cualquier aplicación, es prevenir un incendio. Si el fusible está en el circuito del altavoz, es decir, en serie con el altavoz como una carga, entonces debe tolerar sobrecargas ocasionales, pero abrirse con una sobrecarga continua, por lo que es un golpe medio lento. Si el fusible está en serie con un transistor de paso de fuente de alimentación transistorizada, entonces debe ser un golpe muy rápido. Si el fusible está en el cable de entrada de la red eléctrica antes de cualquier fuente de alimentación, entonces necesita mantener la corriente de arranque necesaria para cargar los condensadores del filtro principal, por lo tanto, soplar lentamente. En resumen, mira la aplicación.