Diversi tipi di fusibili

Un fusibile è probabilmente il dispositivo elettrico più semplice, ma la sua funzione è fondamentale per proteggere i circuiti elettrici da eventuali danni . I fusibili si trovano in ogni circuito, in una forma o nell'altra, e in varie dimensioni e potenze. In questo articolo, impareremo come funziona un fusibile e ne conosceremo i diversi tipi .

Simbolo di un fusibile

I simboli standard IEEE/ANSI per il fusibile sono i seguenti:

Tuttavia, il fusibile IEC è leggermente diverso:

Tipi di fusibile

I fusibili possono essere suddivisi in due categorie principali: fusibili CA e fusibili CC . Il diagramma a blocchi sottostante illustra i diversi tipi di fusibile in ciascuna categoria. Nel nostro articolo analizzeremo brevemente ciascun fusibile.

Fusibili CC

1. FUSIBILI A CARTUCCIA

Questo è il tipo di fusibile più comune. L'elemento fusibile è racchiuso in un involucro di vetro terminato da cappucci metallici. Il fusibile è inserito in un apposito contenitore. Poiché l'involucro di vetro è trasparente, è facile determinare visivamente se il fusibile è bruciato.

Esistono numerose varianti di questo tipo di fusibile, tra cui i fusibili a fusione lenta e quelli a fusione rapida. I fusibili a fusione lenta hanno un elemento più grande in grado di gestire sovracorrenti per un periodo di tempo relativamente breve e non sono influenzati dai picchi di corrente nell'apparecchio. I fusibili a fusione rapida reagiscono istantaneamente ai picchi di corrente.

Alcune varianti di questo fusibile sono racchiuse in ceramica per resistere alle alte temperature. I fusibili per applicazioni ad alta tensione sono riempiti con sabbia o olio. Questo per prevenire la formazione di archi elettrici tra le due estremità del fusibile dopo la sua fusione. Esistono anche varianti SMD di fusibili a cartuccia per il montaggio diretto su PCB.

2. FUSIBILI PER AUTOMOBILI

Questi fusibili sono progettati specificamente per sistemi automobilistici che funzionano fino a 32 V e occasionalmente fino a 42 V. Sono disponibili in forma di "lama" (un involucro di plastica trasparente con contatti piatti) e sono codificati a colori in base alla corrente nominale. Alcuni di questi tipi sono utilizzati anche in altri circuiti ad alta potenza.

3. FUSIBILI RIPRISTINABILI/POLYFUSE

Come suggerisce il nome, questi fusibili sono autoripristinanti . Contengono particelle di nerofumo incorporate in polimeri organici. Normalmente, il nerofumo rende la miscela conduttiva. Quando scorre una corrente elevata, si genera calore che espande il polimero organico. Le particelle di nerofumo vengono separate e la conduttività diminuisce fino al punto in cui non scorre più corrente. La conduttività viene ripristinata al diminuire della temperatura . Pertanto, il fusibile non deve essere sostituito fisicamente. Questo tipo di fusibile è anche chiamato PTC, ovvero coefficiente di temperatura positivo, poiché la resistenza aumenta con la temperatura.

I fusibili PTC sono onnipresenti negli alimentatori per computer e nei caricabatterie per telefoni cellulari. Sono particolarmente utili in questo caso, poiché la loro sostituzione è difficile. Per lo stesso motivo, vengono utilizzati nei dispositivi aerospaziali.

I PTC sono facilmente identificabili per il colore giallo-arancio e la forma a disco (o occasionalmente rettangolare) nelle varianti a foro passante. I fusibili SMD in polietilene sono solitamente disponibili in verde con marcature bianche o neri con marcature dorate. I PTC sono disponibili praticamente per ogni corrente nominale.

4. FUSIBILI A SEMICONDUTTORE

La potenza dissipata da un semiconduttore aumenta esponenzialmente con il flusso di corrente, e per questo motivo i semiconduttori vengono utilizzati per i fusibili ultraveloci . Questi fusibili vengono solitamente utilizzati per proteggere i dispositivi di commutazione a semiconduttore sensibili anche a piccoli picchi di corrente.

5. SOPPRESSIONE DELLA SOVRATENSIONE

A volte anche i picchi di tensione possono essere dannosi per i circuiti e spesso viene utilizzato un dispositivo di protezione da sovratensione con un fusibile per proteggere sia dai picchi di tensione che da quelli di corrente .

Gli NTC (coefficiente di temperatura negativo) sono posizionati in parallelo all'alimentazione. Quando la tensione di alimentazione aumenta, i fusibili NTC riducono la resistenza grazie al maggiore flusso di corrente e "assorbono" i picchi.

I varistori a ossido metallico (MOV) sono dispositivi simili a semiconduttori che assorbono bidirezionalmente i picchi di tensione. Per saperne di più sui MOV e sul loro funzionamento, consulta l'articolo linkato.

FUSIBILI CA

FUSIBILI AD ALTA TENSIONE:

Questi fusibili vengono utilizzati nelle linee di trasmissione CA ad alta tensione, dove le tensioni possono superare diverse centinaia di kilovolt.

Fusibili HRC (alta corrente di rottura):

I fusibili HRC sono fusibili a cartuccia costituiti da un involucro trasparente in steatite (silicato di magnesio). Il fusibile è riempito con polvere di quarzo (e, nel caso di fusibili HRC riempiti di liquido, con un liquido isolante come l'olio minerale) che funge da agente estinguente dell'arco.

Questi fusibili vengono utilizzati per correnti di guasto molto elevate.

Micce di espulsione:

Questi fusibili sono riempiti con sostanze chimiche come l'acido borico che, riscaldandosi, producono gas. Questi gas estinguono l'arco e vengono espulsi dalle estremità del fusibile. L'elemento fusibile è realizzato in rame, stagno o argento.

FUSIBILI A BASSA TENSIONE:

Questi fusibili vengono utilizzati nelle reti di distribuzione a tensione relativamente bassa.

Fusibili a cartuccia:

Sono molto simili ai fusibili a cartuccia CC. Sono costituiti da un involucro trasparente che circonda l'elemento fusibile. Possono essere inseriti (tipo a lama) o avvitati a un dispositivo di fissaggio (tipo a bullone).

Fusibili di caduta:

Contengono un braccio di leva a molla che si ritrae in caso di guasto e deve essere ricollegato e riposizionato per riprendere il normale funzionamento. Sono un tipo di fusibile a espulsione.

Fusibili ricollegabili:

Sono semplici fusibili riutilizzabili utilizzati in case e uffici. Sono costituiti da un portafusibile e da una presa. Quando il fusibile si brucia, il portafusibile viene estratto, ricollegato e reinserito nella presa per ripristinare il normale funzionamento. Sono leggermente meno affidabili dei fusibili HRC.

Miccia di accensione:

Questi fusibili sono dotati di un percussore a molla che può fungere da indicatore visivo dell'avvenuta bruciatura del fusibile e attivare anche altri dispositivi di commutazione.

Fusibile dell'interruttore:

Una maniglia azionata manualmente può collegare o scollegare fusibili ad alta corrente.