Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Cầu chì Fuse

Lê Hồng Phong

Cầu chì là gì? Đặc điểm của Fuse là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Cầu chì như thế nào? Để biết rõ những điều này, hôm nay Phan Khang Điền xin mời các bạn cùng theo dõi bài viết này.

1. Cầu chì – Khái niệm và yêu cầu

Cầu chì là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ các thiết bị, lưới điện khỏi bị đoản mạch, thường dùng để bảo vệ đường dây, máy biến áp, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điều khiển, mạch chiếu sáng.

Cầu chì có đặc điểm đơn giản, kích thước nhỏ, khả năng cắt lớn và giá thành rất rẻ nên được sử dụng rộng rãi.

Cầu chì và vỏ cầu chì Schneider Electric

1.1. Đặc tính và yêu cầu của cầu chì:

• Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định, không hoạt động khi có dòng khởi động của máy và dòng định mức dài hạn đi qua.
• Đặc tính A – s của cầu chì phải thấp hơn đặc tính của đối tượng được bảo vệ.
• Khi xảy ra đoản mạch, cầu chì phải có chọn lọc.
• Việc thay thế cầu chì bị đứt sẽ dễ dàng và mất ít thời gian.

2. Cầu chì – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

2.1. Cấu trúc của cầu chì

Cầu chì bao gồm các bộ phận sau:

• Phần tử cầu dao: Đây là thành phần chính của cầu chì, phần tử này phải có khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng của dòng điện chạy qua nó. Phần tử này có giá trị điện trở suất nhỏ (thường được làm bằng bạc, đồng hoặc các vật liệu dẫn điện khác có giá trị điện trở suất nhỏ gần với các giá trị trên…). Hình dạng của phần tử có thể ở dạng dây (mặt cắt tròn), băng mỏng.
• Thân cầu chì: Thường được làm bằng thủy tinh, gốm hoặc các vật liệu tương đương khác. Vật liệu làm thân cầu chì phải đảm bảo hai tính chất:

– Có độ bền cơ học.

– Có độ bền về tính dẫn nhiệt và có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ đột ngột mà không bị hư hại.

• Vật liệu làm đầy (bọc xung quanh bộ phận ngắt mạch trong thân cầu chì):

Thường được làm bằng vật liệu silicat ở dạng hạt phải có khả năng hấp thụ năng lượng do hồ quang sinh ra và phải đảm bảo cách điện khi xảy ra sự cố ngắt điện.

• Kết nối: Các bộ phận này được sử dụng để định vị cố định cầu chì trên cầu dao; Đồng thời phải đảm bảo tiếp xúc điện tốt.

2.2. Nguyên lý hoạt động của cầu chì

Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian nóng chảy vào dòng điện chạy qua nó (đặc tính Ampe-giây). Để có tác dụng bảo vệ, dòng Ampe giây của cầu chì tại mọi điểm phải thấp hơn đặc tính của đối tượng cần bảo vệ.

• Đối với dòng điện định mức của cầu chì: Năng lượng sinh ra do hiệu ứng Joule khi dòng điện định mức chạy qua sẽ được giải phóng ra môi trường và không gây nóng chảy. Cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở giá trị không gây lão hóa hoặc hư hỏng bất kỳ bộ phận nào của cầu chì.
• Đối với dòng điện ngắn mạch của cầu chì: Cân bằng trên cầu chì bị phá hủy, nhiệt năng trên cầu chì tăng lên dẫn đến cầu chì bị đứt.

2.3. Phân loại, ký hiệu, công dụng của cầu chì

Cầu chì dùng trong lưới điện hạ thế có nhiều hình dạng khác nhau. Trong sơ đồ nguyên lý, chúng ta thường biểu thị cầu chì theo một trong các dạng sau:

Ký hiệu cầu chì

Cầu chì có thể được chia thành hai loại cơ bản, tùy theo nhiệm vụ:

• Cầu chì loại g: Loại cầu chì này chỉ có thể ngắt mạch khi xảy ra sự cố hoặc quá tải, đoản mạch trên tải.
• Loại cầu chì: Loại cầu chì này chỉ có khả năng bảo vệ chống chập mạch trên tải.

Để phân biệt nhiệm vụ làm việc của cầu chì, chúng ta cần căn cứ vào đặc tính Ampe-giây (đường mô tả mối quan hệ giữa dòng điện qua cầu chì và thời gian ngắt mạch của cầu chì).

• ICC: Giá trị dòng điện ngắn mạch.
• IS: Giá trị hiện tại quá tải.

Với cầu chì loại g: Khi có dòng ICC chạy qua mạch thì phải ngắt mạch ngay, còn khi có dòng IS chạy qua mạch thì cầu chì không ngắt mạch ngay mà duy trì một khoảng thời gian trước khi ngắt mạch (thời gian ngắt mạch và giá trị dòng IS tỉ lệ nghịch với nhau).

Vì vậy, nếu quan sát hai đặc tính Ampe – II của hai loại cầu chì a và g; Ta thấy Ampe – đặc tính thứ hai của cầu chì loại xa trục thời gian (trục tung) và cao hơn đặc tính Ampe – thứ hai của cầu chì loại g.

Ampe – đặc tính thứ hai của cầu chì

2.4. Đặc tính điện áp của cầu chì

• Điện áp định mức là giá trị điện áp xoay chiều hiệu dụng xuất hiện ở hai đầu cầu chì (khi cầu chì ngắt mạch), tần số của nguồn điện nằm trong khoảng từ 48Hz đến 62Hz.
• Dòng điện định mức là giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều mà cầu chì có thể tải liên tục mà không làm thay đổi đặc tính của nó.
• Dòng điện cắt tối thiểu là giá trị nhỏ nhất của dòng điện sự cố mà dây dẫn có khả năng làm đứt mạch. Khả năng cắt định mức là giá trị lớn nhất của dòng điện ngắn mạch mà cầu chì có thể cắt được.

Với bài viết này, chúng tôi hi vọng các bạn đã hiểu cầu chì là gì cũng như đặc điểm của loại dụng cụ điện này. Nếu bạn cần tìm hiểu thêm chi tiết về cầu chì, giá cả hoặc yêu cầu báo giá, vui lòng liên hệ với Phan Khang Điền.

Thông tin thêm về Cầu chì

1. Sự khác biệt giữa cầu chì và cầu dao
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Fuse

CÔNG TY TNHH ĐIỆN PHAN KHANG

Hãy liên hệ với Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong ngay hôm nay để có được dịch vụ tốt nhất.