¿Por qué se quema un fusible de 10A a 10A y 5V o 10A y 500V?

Lo que quema el fusible es realmente el poder desperdiciado en él. \ $ p (t) = u (t) \ cdot i (t) \ $.

Pero la tensión aquí no es la tensión de alimentación del circuito, sino la caída de tensión a través del fusible, que está determinada por la corriente que pasa a través de él. \ $ p (t) = R \ cdot i ^ 2 (t) \ $. R es constante, por lo que realmente depende solo de la corriente.

En la configuración típica, la resistencia del fusible será despreciable en comparación con la resistencia de la carga, por lo que la corriente que la atraviesa estará determinada únicamente por la resistencia de la carga (o la impedancia en general).

En caso de cortocircuito, no habrá impedancia de carga y la corriente estará limitada solo por el filamento del fusible. En tal caso, el suministro con un voltaje más alto lo hará explotar más rápido. (\ $ p (t) = \ frac {u ^ 2 (t)} {R} \ $)

Tanto la tensión como la corriente son igualmente importantes. Hay otra cosa que es importante como el voltaje y la corriente, que es el tiempo.

Un fusible es esencialmente una resistencia pero con una resistencia muy baja. Dependiendo del tipo de material del fusible tiene un punto de fusión específico. Si alcanza el punto de fusión soplará. Sin embargo, para alcanzar la temperatura del punto de fusión, necesitamos calor. El calor es energía no poder. El producto del voltaje y la corriente es potencia no energía. El poder es trabajo realizado o energía utilizada en 1 s. Podemos calcular el calor usando la ecuación H = VIt donde el calor resultante está en julios.

Lo más importante aquí es que el voltaje V es la caída de voltaje del fusible. Un fusible debe conectarse en serie con la resistencia de carga. Entonces, lo que tenemos ahora es un circuito divisor de voltaje. Sin embargo, la resistencia de carga es muchas veces mayor que la resistencia del fusible. Así que la caída de tensión del fusible es muy baja. Por lo tanto, los 500 V a los que se refiere no son la caída de voltaje del fusible. Sin embargo, si fuerza el fusible con tanta tensión al crear un cortocircuito, definitivamente explotará.

A veces, un fusible puede tardar un poco en explotar porque el voltaje y la corriente suministrada pueden no ser suficientes para producir el calor necesario. Así que almacenará el calor hasta que se alcance el punto de fusión y finalmente se derrita. Entonces, probablemente estés pensando que no importa cuál sea el voltaje y la corriente, si esperamos lo suficiente, el fusible explotará. No. Cuando el fusible produce calor, el ambiente absorbe el calor, pero la tasa de producción y la absorción pueden no ser las mismas. Solo entonces, cuando la tasa de producción de calor es mayor que la tasa de absorción, la temperatura aumenta y finalmente alcanza el punto de fusión.

Lo que realmente importa cuando intentas pasar corriente a través de un cable es la corriente, no el voltaje. Al cable no le importa a qué voltaje está sentado. Solo le puede importar al aislamiento, ya que un voltaje demasiado alto en el aislamiento resultará en una ruptura y luego en un arco.

La capacidad de carga actual de un cable está determinada por la resistencia del cable y la cantidad de calor que se genera como resultado. La resistencia del cable determina la magnitud de la caída de voltaje a través de él. Digamos que tiene 100 pies si es alambre con una resistencia de 0.01 ohmios por pie. La resistencia total es de 1 ohm. Si paso 1 amperio a través de eso, generará un diferencial de 1 voltio entre los extremos del cable y el cable disipará 1 amp * 1 voltio = 1 vatio de calor. Un fusible es solo un cable dimensionado de tal manera que generará suficiente calor para fundirse cuando una cantidad específica de corriente pasa a través de él. Con un enfriamiento adecuado, un cable puede transportar una cantidad de corriente esencialmente ilimitada. Las clasificaciones de corriente del cable generalmente están diseñadas de modo que el cable solo puede producir un cierto aumento de temperatura a la corriente nominal, bajo condiciones ambientales específicas. Naturalmente, esto se verá afectado por la temperatura ambiente, el aislamiento (térmico y eléctrico), el flujo de aire, etc. Los cables más grandes tienen una resistencia más baja y, como resultado, pueden llevar más corriente con la misma disipación de energía.

Esta caída de voltaje es la razón por la cual la transmisión de energía a larga distancia utiliza voltajes muy altos. Dado que la energía perdida en los cables es proporcional solo a la corriente, la tensión se incrementa en los transformadores tanto como sea posible para reducir las pérdidas de línea. El resultado final es que los cables transportan una pequeña fracción de la corriente que tendrían que hacer si no se aumentara el voltaje. Nuestra red eléctrica es CA por esta razón: es muy fácil construir un transformador y aumentar o disminuir el voltaje. No es tan fácil para DC.

Aquí está la versión corta: los fusibles son resistencias de valor muy pequeño que se funden cuando la resistencia disipa la potencia suficiente para elevar la temperatura del filamento a donde se fundirá. De la electrónica básica, la potencia disipada es el cuadrado de la resistencia de los tiempos actuales, o \ $ P = I ^ 2 R \ $. No hay voltaje involucrado en esta ecuación, por lo que el voltaje no tiene influencia en la calificación del fusible.

Si desea insistir en que el voltaje debe estar involucrado de alguna manera ya que \ $ P = I V \ $, tenga en cuenta que el único voltaje involucrado es el voltaje caído a través de la resistencia. ¿Cuál sería esa caída de voltaje? De la ley de Ohm, \ $ V = IR \ $. En otras palabras, actual a través de una resistencia provoca la caída de voltaje. Sustitúyalo en \ $ P = IV \ $ y volverá a \ $ P = I ^ 2 R \ $.