فیوز چیست و چرا به آن نیاز داریم؟

فیوز وسیله ای الکترونیکی است که از آن برای محافظت از لوازم الکترونیکی مانند تلویزیون و …استفاده می شود. فیوز از تغییرات ناگهانی و غیر معمول برق جلوگیری می کند. ساختار داخلی این قطعه به گونه ای است که یک نوار نازک یا رشته سیم فلزی دارد که با عبور جریان زیاد این رشته سیم ذوب می شود و باعث باز شدن مدار از منبع تغذیه می شود همچنین، از فیوز به عنوان مدارشکن یا پایدارساز (استبلایزر) نیز برای جلوگیری از آسیب‌دیدگی دستگاه‌ها استفاده می‌شود.

امروزه انواع مختلفی از فیوزها با مشخصات و طراحی‌های گوناگون در بازار موجود است. نوار نازک فیوز از آلومینیوم و مس یا روی ساخته شده و همیشه به صورت سری با مداری که از آن در برابر اضافه جریان محافظت می‌کند

چرا به فیوز نیاز داریم؟

فیوزها برای جلوگیری از اتصال کوتاه شدن و آسیب‌دیدگی لوازم منزل در اثر اضافه بار یا جریان زیاد استفاده می‌شوند. در صورت عدم استفاده از فیوز، اگر خطای الکتریکی در سیم‌کشی رخ دهد، سیم و وسایل برقی را می‌سوزاند و ممکن است حتی منجر به آتش‌سوزی شود. در این صورت، تلویزیون، رایانه، رادیو و سایر لوازم خانگی نیز ممکن است در معرض خرابی قرار گیرند. هنگامی که فیوز در مدار باشد، یک جرقه ناگهانی اتفاق می‌افتد و با قطع کردن منبع تغذیه و جلوگیری از هرگونه خرابکاری اضافی، خانه را در تاریکی ناگهانی فرو خواهد برد. به همین دلیل، برای محافظت از لوازم منزل خود در برابر آسیب‌دیدگی به فیوز احتیاج داریم.

فیوز چگونه کار می‌کند؟

فیوزها بر اساس اصل اثر گرمایش ناشی از جریان کار می‌کنند. جریان از نوار نازک یا رشته‌ای از سیم فلزی از جنس مواد غیر قابل احتراق از فیوز عبور می‌کند. این رشته یا نوار بین انتهای ترمینال‌ها متصل است. فیوز همیشه به صورت سری با مدار الکتریکی متصل است. هنگامی که جریان زیادی از فیوز عبور می‌کند یا به دلیل جریان زیاد در مدار گرما ایجاد می‌شود، سیم داخل فیوز به دلیل پایین بودن نقطه ذوب عنصر سازنده آن ذوب می‌شود و مدار را باز می‌کند. بنابراین، جریان بیش از حد به خرابی سیم منجر شده و جریان را متوقف می‌کند. در این صورت، باید از یک فیوز نو به جای فیوز سوخته استفاده کرد. فیوز نه تنها از مدار، بلکه از خطراتی که در معرض افراد است محافظت می‌کند. شکل زیر،‌ نمایی ساده از عملکرد فیوز را نشان می‌دهد.

مشخصات فیوزها

فیوزها مشخصه‌های مهمی در سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی دارند که برخی از آن‌ها به صورت زیر هستند:

• جریان نامی: جریانی است که به طور مداوم حداکثر جریان را از خود عبور می‌دهد، بدون اینکه سیم فیوز ذوب شود. این جریان، ظرفیت حمل جریان است که برحسب آمپر اندازه گیری می‌شود. این مشخصه، یک ویژگی حرارتی است.
• ولتاژ‌ نامی: کوچکترین مقدار ولتاژهای نامی اجزای فیوز، یعنی نگهدار فیوز و رابط فیوز است.
• I²t: این ویژگی به عنوان نقطه ذوب در فیوز شناخته می‌شود و مقداری انرژي است که هنگام رخ دادن خطا یا اتصال کوتاه از المنت فیوز می‌گذرد. این انرژی، انرژی گرمایی است و زمانی اندازه‌گیری می‌شود که فیوز می‌سوزد.
• ظرفیت قطع: حداکثر جریانی است که بدون قطع فیوز می‌تواند از آن عبور کند.
• افت ولتاژ: هنگامی که جریان بیش از حد از فیوز عبور کند، المنت فیوز ذوب شده و مدار را باز می‌کند. در نتیجه این عمل، مقاومت تغییر کرده افت ولتاژ کمتر خواهد شد.
• دما: هرچه دمای کاری بالاتر باشد، جریان نامی کمتر بوده و بنابراین فیوز زودتر ذوب می‌شود.

• کاربرد فیوزها

  فیوزها از مهم‌ترین بخش‌های یک سیستم و مدار الکتریکی و الکترونیکی هستند. تعدادی از کاربردهای فیوزها به شرح زیر است:

  • در تابلو برق‌های مسکونی، دستگاه‌ها و لوازم الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  • در کنسول‌های بازی و خودروها به کار می‌روند.
  • در لپ‌تاپ‌ها، تلفن‌های همراه، چاپگرها، اسکنرها، وسایل الکتریکی قابل حمل، هارد دیسک‌ها و… استفاده می‌شوند.
  • در سیستم توزیع برق، فیوزها در خازن‌ها، ترانسفورماتورها، مبدل های قدرت، استارتر موتورها و ترانسفوماتورهای قدرت به کار می‌روند.
  • در مانیتورهای LCD، پک‌های باتری و… نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

  • چگونه یک فیوز مناسب انتخاب کنیم؟‌

    یک قاعده سرانگشتی برای انتخاب فیوز این است که توان دستگاه مورد نظری را که می‌خواهیم از آن محافظت کنیم، بر ولتاژ کاری آن تقسیم کرده و جریان آن را به دست آوریم، سپس این مقدار را در ۱٫۲۵ ضرب کنیم.

    مراحل انتخاب فیوز به صورت زیر است:

    1. یک فیوز را بسته به کاربرد مورد نظر انتخاب کنید؛ مثلاً فیوزهای دارای تأخیر برای بارهای سلفی و فیوزهای قطع سریع برای بارهای مقاومتی.
    2. توان (وات) وسیله را یادداشت کنید.
    3. ولتاژ‌ کاری دستگاه را ثبت کنید. برای محافظت مناسب دستگاه، ولتاژ فیوز باید بزرگ‌تر از ولتاژ مدار باشد.
    4. جریان را از تقسیم توان بر ولتاژ‌ به دست آورید. چون فیوزها دارای جریان‌های نامی مشخصی هستند، اولین فیوز بزرگ‌تر از مقدار محسبه شده را انتخاب کنید. برای مثال، اگر جریان ۸٫۶۵۹ را به دست آورده‌اید، باید یک فیوز ۹ آمپری انتخاب کنید.