Cầu chì thường được gọi là cầu chì hoặc đèn cầu chì. Chiếc cầu chì đầu tiên được Edison phát minh cách đây hơn 100 năm. Do công nghệ công nghiệp thời đó còn chưa phát triển, đèn sợi đốt rất đắt tiền. Vì vậy, cầu chì ban đầu được sử dụng để bảo vệ những bóng đèn sợi đốt đắt tiền.
Cầu chì bảo vệ thiết bị điện tử khỏi hư hỏng do quá dòng, đồng thời ngăn ngừa hư hỏng nghiêm trọng do các lỗi bên trong gây ra.
Do đó, mỗi cầu chì đều có định mức, và khi dòng điện vượt quá định mức, cầu chì sẽ bị đứt. Khi dòng điện nằm giữa dòng điện thông thường không qua cầu chì và khả năng ngắt mạch định mức (dòng điện) được quy định trong tiêu chuẩn liên quan tác động lên cầu chì, cầu chì phải hoạt động tốt mà không gây nguy hiểm cho môi trường xung quanh.
Dòng điện ngắn mạch dự kiến của mạch điện có lắp cầu chì phải nhỏ hơn dòng điện định mức ngắt mạch được quy định trong tiêu chuẩn, nếu không, khi cầu chì bị đứt trong quá trình xảy ra sự cố, sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện hồ quang liên tục, bắt lửa, cháy cầu chì, chảy các tiếp điểm, không thể nhận dạng được các ký hiệu trên cầu chì, v.v. Tất nhiên, khả năng ngắt mạch của các loại cầu chì kém chất lượng không đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn, và cũng sẽ gây ra hư hỏng trong quá trình sử dụng.
Ngoài điện trở cầu chì, các linh kiện bảo vệ được sử dụng trong thiết bị điện tử còn bao gồm cầu chì thông thường, cầu chì nhiệt và cầu chì tự phục hồi. Phần tử bảo vệ thường được mắc nối tiếp trong mạch. Khi xảy ra hiện tượng bất thường như quá dòng, quá áp hoặc quá nhiệt trong mạch, nó sẽ ngay lập tức tạo cầu chì và đóng vai trò bảo vệ, ngăn chặn sự lan rộng thêm của lỗi.
(1) Cầu chì thông thường
Cầu chì thông thường thường được gọi là cầu chì hoặc cầu chì không thể phục hồi. Chúng được ký hiệu bằng chữ “F” hoặc “FU” trong mạch điện.
Đặc điểm cấu trúc của cầu chì thông thường
Cầu chì thông thường thường bao gồm ống thủy tinh, nắp kim loại và dây dẫn. Hai nắp kim loại được gắn vào hai đầu của ống thủy tinh, dây dẫn (làm bằng vật liệu kim loại có điểm nóng chảy thấp) được lắp vào trong ống thủy tinh, và hai đầu được hàn vào lỗ trung tâm của hai nắp kim loại. Khi sử dụng, đặt cầu chì vào giá đỡ cầu chì và mắc nối tiếp với mạch điện.
Hầu hết các cầu chì đều có dạng thẳng, chỉ có cầu chì trễ dùng trong tivi màu và màn hình máy tính là cầu chì xoắn ốc.
Các thông số chính của cầu chì thông thường
Các thông số chính của cầu chì thông thường bao gồm dòng điện định mức, điện áp định mức, nhiệt độ môi trường và tốc độ phản ứng. Dòng điện định mức còn được gọi là khả năng ngắt mạch, thể hiện giá trị dòng điện mà cầu chì có thể đóng mạch dưới điện áp định mức. Dòng điện hoạt động bình thường của cầu chì thấp hơn 30% so với dòng điện định mức. Giá trị dòng điện định mức của cầu chì trong nước thường được ghi trực tiếp trên nắp kim loại, còn cầu chì nhập khẩu được ghi trên ống thủy tinh bằng một vòng màu.
Điện áp định mức đề cập đến điện áp hoạt động tối đa được quy định của cầu chì, được chia thành bốn thông số kỹ thuật: 32V, 125V, 250V và 600V. Điện áp hoạt động thực tế của cầu chì phải nhỏ hơn hoặc bằng điện áp định mức. Nếu điện áp hoạt động của cầu chì vượt quá điện áp định mức, nó sẽ bị đứt nhanh chóng.
Thử nghiệm khả năng chịu tải dòng điện của cầu chì được thực hiện ở nhiệt độ môi trường 25°C. Tuổi thọ của cầu chì tỷ lệ nghịch với nhiệt độ môi trường hoạt động. Nhiệt độ môi trường càng cao, nhiệt độ hoạt động của cầu chì càng cao và tuổi thọ của nó càng ngắn.
Tốc độ phản hồi đề cập đến tốc độ cầu chì phản ứng với các tải điện khác nhau. Cầu chì có thể được chia thành loại phản hồi bình thường, loại ngắt trễ, loại tác động nhanh và loại giới hạn dòng điện dựa trên tốc độ phản hồi và hiệu suất.
(2) Cầu chì nhiệt
Cầu chì nhiệt, hay còn gọi là cầu chì bảo vệ quá nhiệt, là một phần tử cầu chì không thể phục hồi khi quá nhiệt, được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm điện tử như bếp điện, động cơ điện, máy giặt, quạt điện và máy biến áp. Cầu chì nhiệt có thể được chia thành cầu chì nhiệt hợp kim có điểm nóng chảy thấp, cầu chì nhiệt hợp chất hữu cơ và cầu chì nhiệt nhựa-kim loại dựa trên vật liệu cảm biến nhiệt độ khác nhau.
cầu chì nhiệt loại hợp kim có điểm nóng chảy thấp
Bộ phận cảm biến nhiệt độ của cầu chì nhiệt hợp kim có điểm nóng chảy thấp được chế tạo từ vật liệu hợp kim có điểm nóng chảy cố định. Khi nhiệt độ đạt đến điểm nóng chảy của hợp kim, bộ phận cảm biến nhiệt độ sẽ tự động tạo cầu chì và mạch bảo vệ sẽ ngắt kết nối. Theo cấu tạo khác nhau, cầu chì nhiệt hợp kim có điểm nóng chảy thấp có thể được chia thành ba loại: loại trọng lực, loại sức căng bề mặt và loại phản lực lò xo.
cầu chì nhiệt loại hợp chất hữu cơ
Cầu chì nhiệt loại hợp chất hữu cơ bao gồm thân cảm biến nhiệt độ, điện cực di động, lò xo, v.v. Cảm biến nhiệt độ được chế tạo từ các hợp chất hữu cơ có độ tinh khiết cao và phạm vi nhiệt độ nóng chảy thấp. Khi hoạt động bình thường, điện cực di động tiếp xúc với cực cố định, và mạch được nối bởi cầu chì; khi nhiệt độ đạt đến điểm nóng chảy, thân cảm biến nhiệt độ tự động tạo cầu chì, điện cực di động tách khỏi cực cố định dưới tác dụng của lò xo, và mạch bị ngắt để bảo vệ.
Cầu chì nhiệt loại nhựa-kim loại
Cầu chì nhiệt nhựa-kim loại sử dụng cấu trúc sức căng bề mặt, và giá trị điện trở của thân cảm biến nhiệt độ gần bằng 0. Khi nhiệt độ hoạt động đạt đến nhiệt độ cài đặt, giá trị điện trở của thân cảm biến nhiệt độ sẽ tăng đột ngột, ngăn dòng điện chạy qua.
(3) Cầu chì tự phục hồi
Cầu chì tự phục hồi là một loại cầu chì mới có chức năng bảo vệ quá dòng và quá nhiệt, có thể tái sử dụng nhiều lần.
Nguyên lý cấu tạo của cầu chì tự phục hồi
Cầu chì tự phục hồi là một phần tử nhiệt PTC có hệ số nhiệt độ dương. Nó được làm từ hỗn hợp các polyme phân tử cao và vật liệu dẫn điện. Nó được mắc nối tiếp trong mạch và có thể thay thế cầu chì truyền thống.
Khi mạch hoạt động bình thường, cầu chì tự phục hồi ở trạng thái dẫn điện. Khi xảy ra sự cố quá dòng trong mạch, nhiệt độ của bản thân cầu chì sẽ tăng nhanh, và vật liệu polymer sẽ nhanh chóng chuyển sang trạng thái điện trở cao sau khi bị nung nóng, và dây dẫn sẽ trở thành chất cách điện, ngắt dòng điện trong mạch và khiến mạch chuyển sang trạng thái bảo vệ. Khi sự cố biến mất và cầu chì tự phục hồi nguội đi, nó ở trạng thái dẫn điện có điện trở thấp và mạch tự động được kết nối.
Tốc độ hoạt động của cầu chì tự phục hồi có liên quan đến cường độ dòng điện bất thường và nhiệt độ môi trường. Dòng điện càng lớn và nhiệt độ càng cao, tốc độ hoạt động càng nhanh.
Các loại cầu chì tự phục hồi thường dùng
Cầu chì tự phục hồi có nhiều hình dạng khác nhau như dạng cắm, dạng gắn trên bề mặt, dạng chip và các dạng cấu trúc khác. Các loại cầu chì tự phục hồi dạng cắm thường dùng bao gồm dòng RGE, dòng RXE, dòng RUE, dòng RUSR, v.v., được sử dụng trong máy tính và các thiết bị điện gia dụng thông thường.
Thời gian đăng bài: 17/02/2022