保險(xiǎn)絲其目的用于保護(hù)當(dāng)時(shí)昂貴的白熾燈，但隨著時(shí)代的發(fā)展，保險(xiǎn)絲被用來保護(hù)電力設(shè)備不受過電流過熱的傷害，從而避免電子設(shè)備因內(nèi)部故障所引起的嚴(yán)重傷害。那么保險(xiǎn)絲的工作原理是如何的?其結(jié)構(gòu)又是怎樣的?下面一起來看看：
1.概念
保險(xiǎn)絲(fuse)也被稱為電流保險(xiǎn)絲，IEC127標(biāo)準(zhǔn)將它定義為"熔斷體(fuse-link)"。其主要是起過載保護(hù)作用。當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時(shí)，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。若電路中正確地安置了保險(xiǎn)絲，那么保險(xiǎn)絲就會(huì)在電流異常升高到一定的高度和熱度的時(shí)候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。
圖1 保險(xiǎn)絲
2.基本組成
一般保險(xiǎn)絲由三個(gè)部分組成：
(1)熔體部分：它是保險(xiǎn)絲的核心，熔斷時(shí)起到切斷電流的作用，同一類、同一規(guī)格保險(xiǎn)絲的熔體，材質(zhì)要相同、幾何尺寸要相同、電阻值盡可能地小且要一致，最重要的是熔斷特性要一致，家用保險(xiǎn)絲常用鉛銻合金制成。
(2)電極部分：通常有兩個(gè)，它是熔體與電路聯(lián)接的重要部件，它必須有良好的導(dǎo)電性，不應(yīng)產(chǎn)生明顯的安裝接觸電阻。
(3)支架部分：保險(xiǎn)絲的熔體一般都纖細(xì)柔軟的，支架的作用就是將熔體固定并使三個(gè)部分成為剛性的整體便于安裝、使用，它必須有良好的機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性、耐熱性和阻燃性，在使用中不應(yīng)產(chǎn)生斷裂、變形、燃燒及短路等現(xiàn)象。
圖2 玻璃保險(xiǎn)絲
3.外形
(1)條絲狀。早期原始型態(tài)的保險(xiǎn)絲，直接以螺絲鎖定，用于各種尺寸的舊式開關(guān)、插座。
(2)片狀(裸片狀)。比舊式絲狀方便使用。
(3)玻璃管狀。有幾種不同尺寸，常見于電子產(chǎn)品。
①6.3 x 32 mm (直徑 x 長(zhǎng)度)
②5 x 20 mm
(4)陶瓷管狀。有幾種不同形狀及尺寸，可避免玻璃爆裂。
(5)塑膠片狀帶金屬片狀接腳：汽車保險(xiǎn)絲。
(6)表面接著元件(SMD)型。
(7)圓柱體狀，插件式：直接焊接于電路板上，用于產(chǎn)品內(nèi)部。
圖3 塑膠保險(xiǎn)絲
4.工作原理
當(dāng)電流流過導(dǎo)體時(shí)，因?qū)w存在一定的電阻，所以導(dǎo)體將會(huì)發(fā)熱。且發(fā)熱量遵循著這個(gè)公式：
Q=0.24I2RT
其中Q是發(fā)熱量，0.24是一個(gè)常數(shù)，I是流過導(dǎo)體的電流，R是導(dǎo)體的電阻，T是電流流過導(dǎo)體的時(shí)間;依此公式我們不難看出保險(xiǎn)絲的簡(jiǎn)單的工作原理了。
當(dāng)制作保險(xiǎn)絲的材料及其形狀確定了，其電阻R就相對(duì)確定了(若不考慮它的電阻溫度系數(shù))。當(dāng)電流流過它時(shí)，它就會(huì)發(fā)熱，隨著時(shí)間的增加其發(fā)熱量也在增加。電流與電阻的大小確定了產(chǎn)生熱量的速度，保險(xiǎn)絲的構(gòu)造與其安裝的狀況確定了熱量耗散的速度，若產(chǎn)生熱量的速度小于熱量耗散的速度時(shí)，保險(xiǎn)絲是不會(huì)熔斷的。若產(chǎn)生熱量的速度等于熱量耗散的速度時(shí)，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)它也不會(huì)熔斷。若產(chǎn)生熱量的速度大于熱量耗散的速度時(shí)，那么產(chǎn)生的熱量就會(huì)越來越多。又因?yàn)樗幸欢ū葻峒百|(zhì)量，其熱量的增加就表現(xiàn)在溫度的升高上，當(dāng)溫度升高到保險(xiǎn)絲的熔點(diǎn)以上時(shí)保險(xiǎn)絲就發(fā)生了熔斷。這就是保險(xiǎn)絲的工作原理。
圖4 保險(xiǎn)絲外形
5.標(biāo)志
標(biāo)志大多數(shù)保險(xiǎn)絲的標(biāo)記在身上或端蓋與標(biāo)記，指示其評(píng)級(jí)。但是“芯片類型”保險(xiǎn)絲功能很少或沒有標(biāo)記，使識(shí)別非常困難。
保險(xiǎn)絲可能出現(xiàn)類似的顯著不同的特性，確定了它們的標(biāo)記。保險(xiǎn)絲標(biāo)記通常會(huì)傳達(dá)以下信息：
.安培的保險(xiǎn)絲的額定
.電壓等級(jí)的保險(xiǎn)絲
.時(shí)間 - 電流特性，即速度保險(xiǎn)絲
.批準(zhǔn)由國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)
.制造商 / 產(chǎn)品編號(hào) /系列
.中斷能力
6.檢測(cè)
保險(xiǎn)絲一般是通過眼睛觀察來判斷其質(zhì)量，因?yàn)楸ｋU(xiǎn)絲的外殼是透明的玻璃
(1)保險(xiǎn)絲不發(fā)黑，這時(shí)能夠清楚地看出保險(xiǎn)絲熔斷后的兩個(gè)發(fā)亮的斷頭，這說明過流電流不大，很可能不是電路故障所為，可能是由于保險(xiǎn)絲質(zhì)量不好，或偶爾的浪涌電流所為，此時(shí)可更換一個(gè)保險(xiǎn)絲試一試。
(2)保險(xiǎn)絲發(fā)黑，但發(fā)黑程度不是很嚴(yán)重，保險(xiǎn)絲管玻璃沒有破碎，說明過電流比上一種情況大，但不是最大的一種情況，這說明電路中存在電流故障。
(3)保險(xiǎn)絲管嚴(yán)重發(fā)黑，燒焦或玻璃管破碎，說明過電流很大，短路故障很嚴(yán)重，在更換保險(xiǎn)絲前一定先排除電路故障。
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