فیوز یک قطعهی حفاظتی در سیستمهای الکتریکی است که برای جلوگیری از آسیبهای ناشی از جریان الکتریکی بیش از حد طراحی شده است. عملکرد اصلی فیوز این است که در صورت افزایش غیرمجاز جریان، مدار را قطع کند و از وسایل و تجهیزات الکتریکی محافظت نماید.
فیوزشامل یک نوار یا سیم فلزی است که در داخل یک محفظه قرار دارد. این نوار به گونهای است که در جریانهای عادی، مقاومت کمی داشته باشد و بدون هیچ مشکلی جریان را عبور دهد. اما اگر جریان از حد معین (آستانهی جریان) فراتر رود، نوار فلزی گرم شده و ذوب میشود. با این کار، مدار به صورت خودکار باز شده و جریان متوقف میشود.
فیوزها در انواع مختلفی از جمله فیوزهای شیشهای، کارتریجی، مینیاتوری (MCB) و فیوزهای اتوماتیک تولید میشوند و در کاربردهای خانگی، صنعتی و خودرویی استفاده میشوند. انتخاب نوع و ظرفیت فیوز به ولتاژ، جریان و نوع مدار بستگی دارد.
استفاده از فیوز در جلوگیری از آتشسوزی، آسیب به تجهیزات و حفظ ایمنی انسانها بسیار اهمیت دارد. برای بازگشت مدار به حالت عادی، فیوز سوخته باید تعویض شود یا در نوع اتوماتیک، دوباره فعال گردد.
جعبه فیوز چیست؟
جعبهفیوز یا تابلو فیوز یک محفظه است که فیوزها و تجهیزات حفاظتی مدارهای الکتریکی در آن قرار میگیرند. از این جعبه برای توزیع و کنترل برق ساختمان ها استفاده می شود. هدف اصلی جعبه فیوز مدیریت و حفظ مدار های الکتریکی است.
جعبه فیوز معمولاً در مکانهایی مانند ورودی ساختمانها، آشپزخانه یا اتاقهای تاسیساتی نصب میشود و وظیفه دارد برق را از منبع اصلی دریافت و بین مدارهای مختلف توزیع کند. هر مدار جداگانه به یک فیوز یا کلید مینیاتوری (MCB) متصل است تا در صورت بروز اشکال مانند اضافهبار یا اتصال کوتاه، مدار مربوطه بهطور خودکار قطع شود.
عملکرد فیوزبه چه صورت است؟
عملکرد فیوز بر اساس اصل گرمایش ناشی از جریان الکتریکی است. فیوزبه گونهای طراحی شده که در شرایط عادی، جریان برق را بدون مشکل از خود عبور میدهد، اما اگر جریان از حد مجاز تجاوز کند، فیوز بهطور خودکار مدار را قطع میکند تا از آسیب به تجهیزات یا بروز خطر جلوگیری شود.
مراحل عملکرد فیوز:
عبور جریان عادی:
زمانی که جریان الکتریکی در محدودهی تعیینشده باشد، نوار یا سیم فلزی داخل فیوز مقاومت بسیار کمی دارد و جریان بهراحتی از آن عبور میکند.
افزایش جریان:
اگر جریان برق به دلیل بار اضافی (Overload) یا اتصال کوتاه (Short Circuit) افزایش یابد، حرارت تولیدشده در سیم یا نوار فلزی داخل فیوز افزایش مییابد.
ذوب شدن سیم فلزی:
در صورتی که حرارت به نقطهی ذوب مادهی فلزی داخل فیوز برسد، سیم یا نوار فلزی ذوب میشود و مدار قطع میشود. این فرآیند در مدتزمان کوتاهی اتفاق میافتد تا از آسیب به تجهیزات و خطرات دیگر جلوگیری شود.
قطع مدار:
با ذوب شدن نوار فلزی، مسیر جریان الکتریکی باز میشود و جریان متوقف میگردد.
انواع فیوز برق کدامند؟
شیشهای (Glass Fuse):
فیوزشیشهای از یک لوله شفاف شیشهای ساخته می شود که درون آن یک سیم یا نوار فلزی قرار دارد. این نوع فیوز برای مدارهایی با جریان کم، مانند وسایل الکترونیکی خانگی (تلویزیون، رادیو و شارژرها) استفاده میشود. شفافیت محفظه شیشهای به کاربر اجازه میدهد که وضعیت فیوز را مشاهده کند. بنابراین در صورت سوختن، آن را به راحتی می توان تعویض کرد. این فیوزها به دلیل طراحی ساده و اندازه کوچک، در کاربردهای سبک بسیار محبوب هستند.
کارتریجی (Cartridge Fuse):
فیوزکارتریجی شامل یک استوانهی سرامیکی یا شیشهای با ترمینالهای فلزی در دو انتها است. این نوع فیوز برای مدارهایی با جریان بالا طراحی می شود و در کاربردهای صنعتی، تجهیزات پرقدرت و خودروها استفاده میشود. ساختار این فیوزمقاومت بالایی در برابر حرارت و فشار دارد و در برابر جریانهای سنگین عملکرد مطمئن ارائه میدهد. فیوزهای کارتریجی به دلیل دوام و تحمل بالا برای حفاظت از سیستمهای حیاتی انتخاب میشوند.
مینیاتوری (Miniature Circuit Breaker – MCB):
فیوزمینیاتوری یا MCB یک نوع کلید حفاظتی است که به جای ذوب شدن، از مکانیزم الکترومغناطیسی یا حرارتی برای قطع مدار استفاده میکند. این فیوزها در تابلوهای برق خانگی و صنعتی کاربرد دارند و در برابر اضافهبار و اتصال کوتاه عمل میکنند. مزیت اصلی این فیوزها قابلیت بازنشانی مجدد است، به این معنی که نیازی به تعویض ندارند و میتوان آنها را دوباره فعال کرد. MCBها از نظر ایمنی و کاربری نسبت به فیوزهای سنتی بسیار پیشرفتهتر هستند.
تندکار (Fast-Acting Fuse):
فیوزتندکار برای حفاظت از تجهیزات حساس طراحی می شود. این فیوز دارای سیم یا نوار فلزی بسیار نازک است که در برابر اضافهبار یا جریان ناگهانی بسیار سریع واکنش نشان میدهد. فیوزتندکار معمولاً در مدارهای الکترونیکی که نیاز به حفاظت فوری دارند، مانند تجهیزات آزمایشگاهی یا دستگاههای دقیق استفاده میشود. سرعت عملکرد این فیوز باعث میشود از خرابیهای بزرگتر جلوگیری شود.
کندکار (Time-Delay Fuse):
فیوزکندکار برعکس فیوز تندکار، زمان بیشتری برای قطع مدار نیاز دارد. این نوع فیوز برای دستگاههایی مانند موتورهای الکتریکی استفاده میشود که جریان راهاندازی اولیه بالایی دارند. سیم داخلی فیوزکندکار با مقاومت و استحکام بیشتر طراحی می شود تا در برابر جریانهای کوتاهمدت گذرا مقاومت کند. این ویژگی از قطع غیرضروری مدار جلوگیری میکند و برای بارهای سنگین بسیار مناسب است.
خودرویی (Automotive Fuse):
فیوزخودرویی برای محافظت از سیستم برق خودرو طراحی می شود. این فیوزها کوچک و پلاستیکی هستند و دارای دو تیغه فلزی برای اتصال آسان به مدار خودرو میباشند. فیوزهای خودرویی برای ولتاژ پایین ساخته می شود. بنابراین در برابر جریان اضافی در سیستمهای مختلف خودرو مانند چراغها، بخاری و سیستم صوتی محافظت میکنند. این فیوزها به راحتی قابل تعویض هستند و در رنگها و ظرفیتهای مختلف تولید میشوند.
HRC (High Rupturing Capacity):
فیوزHRC برای مدارهایی با جریان و ولتاژ بالا طراحی شده است. این فیوزاز یک محفظه سرامیکی پر از مواد خاموشکننده قوس تشکیل می شود. وظیفه این مواد در هنگام سوختن، از ایجاد قوس الکتریکی جلوگیری میکند. فیوز HRC معمولاً در پستهای برق و صنایع سنگین استفاده میشود. این نوع فیوز قابلیت تحمل جریانهای بسیار بالا را دارد و به دلیل اطمینان و دوام زیاد در کاربردهای صنعتی حیاتی است.
فیوز حرارتی (Thermal Fuse):
فیوزحرارتی برای محافظت از مدارها در برابر دمای بیش از حد است. این فیوزشامل مادهای است که در دمای خاصی ذوب میشود و جریان را قطع میکند. از این فیوز در وسایل خانگی مانند یخچال، سشوار و اجاقهای برقی استفاده میشود. فیوز حرارتی علاوه بر محافظت در برابر جریان، از گرمای غیرعادی نیز جلوگیری میکند که برای ایمنی بسیار مهم است.
فیوز بازنشانیشونده (Resettable Fuse):
این نوع فیوز از مواد پلیمری خاص است که در صورت عبور جریان بیش از حد، داغ شده و مقاومت آن افزایش مییابد و جریان را متوقف میکند. با کاهش جریان و خنک شدن، فیوز به حالت عادی بازمیگردد. فیوزهای بازنشانیشونده در دستگاههای الکترونیکی، شارژرها و باتریها کاربرد دارند و نیازی به تعویض ندارند، که این ویژگی آنها را اقتصادی و کارآمد میکند.
فیوز ولتاژ بالا:
این نوع فیوزبرای مدارها و تجهیزات با ولتاژ بیش از 1000 ولت طراحی می شود. فیوزهای ولتاژ بالا از مواد عایق مقاوم در برابر قوس الکتریکی ساخته می شوند و در خطوط انتقال برق و تجهیزات پست برق استفاده میشوند. این فیوزها با دقت بالا از تجهیزات گرانقیمت در برابر جریانهای ناخواسته محافظت میکنند و در صنایع برق بسیار حیاتی هستند.