¿Es posible cuantificar el consumo de energía eléctrica en un fusible?

Un fusible es básicamente una resistencia donde la resistencia varía desde casi cero hasta el infinito. Entonces, al igual que una resistencia, mida la caída de voltaje en el fusible y la corriente a través de él. Calcula los voltios en amperios y obtendrás vatios. Como la resistencia es casi cero, la caída de voltaje también será casi cero. Y así los vatios serán casi cero. No exactamente cero, pero cerca.

Cuando el fusible está fundido, la resistencia está cerca del infinito. Esto hará que la corriente sea básicamente cero. Y así los vatios serán básicamente cero.

La parte interesante es cuando se mide la potencia mientras el fusible está explotando. No es imposible, pero tampoco es fácil. Básicamente, usted trabaja en un sistema donde puede graficar la corriente y el voltaje en un o-scope y luego hacer algunos cálculos matemáticos complicados para calcular la cantidad de energía requerida durante el evento de fusión de fusibles. Nunca he hecho esto, así que no podría decirte cómo es.

No creo que puedas contar con la resistencia del fusible para ser estable o repetible. Coloque una pequeña pero conocida resistencia en serie con el fusible (0.1 Ω) y mida el voltaje a través de él. El voltaje dividido por la resistencia te dirá la corriente. V / R = I

Tal vez hay componentes especiales que actúan como resistores de detección de corriente y como fusibles, pero no sé de ellos.

Simultáneamente, mida el voltaje a través de la cosa que suministra esta corriente (como el voltaje del fusible a la conexión a tierra de su circuito, si el fusible está en el lado alto).

Multiplica corriente por voltaje para obtener potencia. P = V · I

El consumo de energía del fusible en sí: $ P_ {FUSE} = R_ {FUSE} * I ^ 2 $

La contribución de la disipación de potencia de un fusible se vuelve significativa cuando se cuentan todos los vatios y milivatios en el camino para descubrir la eficiencia de un dispositivo en el nivel de componentes, por ejemplo. en una fuente de alimentación conmutada. Esto se hace a menudo para verificar la eficiencia que midió en un nivel de caja negra ($ P_ {OUT} $ vs. $ P_ {IN} $).

El consumo de energía del dispositivo conectado al fusible: no se puede medir cuando solo están disponibles las dos clavijas del fusible. Puede medir la corriente que fluye hacia el circuito, pero no conoce el voltaje exacto.

@Zebonaut tiene un punto lateral válido. Para medir correctamente la alimentación de CA, deberá capturar las formas de onda de corriente y de voltaje (sincronizadas). Esto le permite tener en cuenta las variaciones de voltaje y, lo que es más importante, las relaciones de fase entre la corriente y el voltaje.

Esto es especialmente importante si desea medir el uso de energía de las fuentes de alimentación de modo conmutado (como los cargadores de teléfono o las computadoras) y los motores (como el de su licuadora o lavadora). Por otro lado, puede medir la potencia de los calentadores resistivos (la mayoría de los calentadores eléctricos son resistivos) usando solo la corriente sin corregir el voltaje.

Tradicionalmente, para medir la potencia consumida por un circuito alimentado por una entrada común (que puede estar fusionada), se usa una resistencia de derivación y un monitor de corriente de derivación.

Para un ejemplo, aquí hay un diagrama de INA193 de TI:

Lafuncionalidadbásicaesquelacorrienteenlaresistenciadederivación$R_S$creaunvoltajeproporcionalmenterelacionadoenlasalida.

Estándisponiblesendiseñosdetresycincopines;losdispositivosdetrespines(amenudoSOT23-3)establecenunacorrientedesalidade$V_{IN+}$atierraatravésdeunaresistenciaconectadaaafuera(eliminandolosnodosdetierray$V+$,peroexternalizandolaresistenciade$R_L$quesemuestraenladiagramadebloques)oundispositivodecincopinesquecreaunvoltajeenalgúnlugarentre$V+$ytierra.

Obviamente,legustaríaeliminarelcomponente$R_S$siesposible,peroesteenfoquetienetresdesventajasprincipales:

1. Elvoltajeatravésdelfusiblepuedeserincorrectoparasuaplicación.Lamayoríadelosmonitoresdederivaciónestándiseñadosparavoltajesinferioresa(y,aveces,muchomenoresque)de500mV.LosfusiblesdelaseriedetubosdevidrioBussmanS500dejaneplanetienencaídasdevoltajedemásde1Vparacorrientesdemenosde500mA.Losfusiblesdecorrientemásaltageneralmentepodránusarlapotenciadelacorrienteparasoplarmásrápidoy,porlotanto,tendráncaídasdevoltajedemenosde200mV,loqueesperfectoparaestaaplicación.
2. Laresistenciadelfusiblevariarámucho.Porejemplo,elfusible1AdelaserieS500tieneunaresistenciaalfríode0.125$\Omega$,perounacaídadevoltajemáximade200mVa1A.$V=I*R$,porloqueseesperaquelacaídadevoltajeseade125mV.Dehecho,elfusiblefuncionacomounfusiblePTC/reiniciablequesesaledecontrol(peroeseesotrotema)ycasiduplicasuresistenciaentrelosestadosdecorrientefríaynominal.Noestoyseguro(perolodudo)dequeestaesunafunciónlineal,ytambiénesunafuncióndelatemperaturaambiente/velocidaddeenfriamiento.
3. Laconexióndirectade$V_{IN+}$almonitordederivaciónrepresentaunaconexiónnofusionadaensusistema.Estaseráunarutadecorrientemuybaja;puedebrindarleciertaprotecciónconunatrazamuydelgadaounapequeñaresistenciasinafectarmuchoasuseñal,perolaprimeraprobablementenopasarálainspecciónylaúltimaanularáelpropósitodeusarelfusiblecomoelementosensor.Siestáutilizandoelfusibleparaprotegerelequipocontradaños(loquepodríanoserprudente,consulte Diseñar con fusibles ... ¿cuándo usarlos? ), es posible que pueda salirse con la suya. Sin embargo, en general, usted desea una desconexión brusca de las partes fusionadas y no fusionadas de su circuito.

Usted podría realizar una calibración de sus fusibles y proponer una ecuación para traducir el voltaje de entrada a su corriente. Esto funcionaría mejor si estuviera interesado principalmente en las corrientes de estado estable y el dispositivo estuviera en un recinto a una temperatura constante. Sin embargo, solo estás ahorrando unos centavos cada uno.

Ver este proyecto: enlace

Él controla el par motor al medir la corriente a través del fusible. En la versión más reciente, ha cambiado a una resistencia de derivación, tal vez porque parece difícil garantizar la precisión cuando el fusible varía su resistencia con los cambios de temperatura ...