Сечение проводника для предохранителя. Расчет плавких вставкок для предохранителей

По данным исследований страховых компаний, 93% пожаров автомобилей происходят по причине применения некачественных автомобильных предохранителей и неисправности проводки. Поэтому, если вы хотите свести причины возгораний к минимуму, максимально внимательно следите за состоянием проводки. Учитывая бесценную роль предохранителей в корректном функционировании автомобильных электроприборов, мы решили о них и поговорить в сегодняшней статье. Вы сможете узнать все о предохранителях – их назначение, отличия, ну и самое главное – как самостоятельно осуществляется замена предохранителей.

1. Истинное назначение предохранителей – предотвращение замыканий в проводке.

Роль предохранителя состоит в том, чтобы защищать от токов коротких замыканий и токов перегрузки, а тем самым и предотвращать разного рода поломки или же возгорание. Для удобства все предохранители собраны в один или же в два блока. Весь блок предохранителей отвечает за функционирование всей системы электроприборов, а каждый отдельный элемент – за конкретный прибор. Кроме тех предохранителей, которые включены в электрическую цепь, на блоке присутствуют и запасные.

Наиболее часто используются штекерные предохранители. Их конструкция весьма проста: это металлическая проволока определенных размеров, которая помещена в специальный изолирующий пластмассовый материал. Сечение проволоки определяет максимальную силу тока, на которую рассчитан предохранитель. Два маленьких кончика находятся вне изоляции – они принимают сигналы. При повышении значения напряжения металлическая основа перегорает, после чего происходит отключение соответствующей электрической схемы. То есть вся электроника автомобиля остается целой, перегорает лишь элемент, подлежащий замене.

Часто в блоках можно встретить предохранители термобиметаллические многократного действия. То, как они функционируют, можно понять из названия. Их конструкция также довольно проста: две пластины с серебряными окончаниями, благодаря упругости пластин контакты постоянно находятся в сомкнутом состоянии. Во время замыканий биметаллическая пластина перегревается и разгибается. Ток снова начнет проходить по пластине лишь после того, как она остынет и вернется в исходное положение. Как правило, такого типа предохранители устанавливают на цепь света фар.

На автомобилях также используются конструкции предохранителей, в которых термобиметаллическая пластина не возвращается в начальное положение. В их основании имеются еще одна дополнительная кнопка и пружинка. В таком случае пластина не может самостоятельно согнуться, потому как ее удерживает пружина. Для того чтобы заставить механизм работать снова, необходимо нажать на кнопку, что позволит отпустить пружинку.

Различаются между собой предохранители по номиналу, который выражается в амперах. При изготовлении производители используют пластмассу разных цветов, таким образом, они обозначают тот или иной номинал электропроводности. Ниже приведена таблица соответствий амперного номинала к цвету, хотя оттенки могут отличаться:

Зачастую автолюбителям свойственно устранять неполадки в блоке предохранителя весьма упрощенным путем. Они выставляют на место предохранителя металлический предмет («жучок») или же наматывают проволоку вместо перегоревшего предохранителя. В таких ситуациях следует понимать, что если впоследствии несрабатывания псевдо-предохранителей перегорит вся электротехника, или еще хуже – в автомобиле случится пожар, то «пенять» будет не на кого.

2. Когда нужна замена предохранителей?

Для начала следует разобраться, когда нужна замена предохранителей. Если вы заметили, что в вашем авто перестали работать такие приборы как вентилятор, лампа, фары дальнего и ближнего света, топливный насос, система климат-контроля или другие приборы, то не спешите бежать в ближайший магазин и покупать новое оборудование. Часто причиной неполадок подобных приборов является лишь замыкание в сети, что вызывает необходимость проверить автомобильные предохранители. А цена самого предохранителя существенно ниже цен на вышеуказанные электроприборы.

Поскольку блоки предохранителей в каждом авто находятся в разных местах, то мы не будем указывать, где их искать, лишь напомним, что в современных автомобилях чаще всего имеются два блока предохранителей. Один из них находится в салонной части, а второй – в моторном отсеке. Салонный блок зачастую находится за откручивающейся панелью рулевой колонки, в районе багажного отделения, или же под сидением. Чтобы было понятно, к какому устройству относится тот или иной предохранитель, на обратной стороне корпуса имеется маркировочная схема. На ней написано название приборов или же соответствующие значки.

Для начала следует ознакомиться со значениями маркировок. Схемы блоков предохранителей у автомобилей отличаются. Как правило, вместе с инструкцией по эксплуатации авто подаются и разъяснения к схемам по эксплуатации блока предохранителей. В случае покупки подержанного автомобиля, особенности блока предохранителей можно отыскать на сайте официального представителя модели вашего авто.

К примеру, у автомобиля Рено Меган маркировка на блоке предохранителей такова:

«А» - элемент системы предохранителей, отвечающий за работу стеклоподъемников;

«С» - вентилятор отопительной системы;

«D» - стеклоподъемники на задних пассажирских дверях;

«Е» - автоматические крышки люка;

«F» - антиблокировочная система;

«G» - прикуриватель, аудиосистема, обогрев сидений, омыватели стекол и фар, сигнализация;

«Н» - стоп-сигналы;

«L», «М» - стеклоподъемники на передних дверях;

«N» - отвечает за работу приборов, расположенных на панели автомобиля, систему мультимедиа, регулировку зеркал заднего вида;

«О» - звуковой гудок;

«Р» - задний дворник;

«R» - климатическая установка;

«S» - датчик изменений температурного режим в салоне;

«Т» - обогрев передних сидений;

«U» - блокировка всех дверей одновременно;

«W» - обогрев зеркал заднего вида.

После того, как вами был сопоставлен участок электроники, якобы вышедшей из строя, с буквенными маркировками на схеме блока, отыскать вышедший из лада предохранитель не составит труда. Далее следует убедиться, что данный предохранитель действительно сгорел. Многим кажется, что достаточно вынуть испорченный предохранитель из блока и хорошенько осмотреть на наличие перегоревшей перемычки. Но на самом деле визуального осмотра бывает недостаточно, особенно в ситуациях, когда перемычка предохранителя не потеряла целостности, а предохранитель все же не работает. Произойти подобное может из-за окисления металлических элементов, которые больше не способны выполнять свои функции.

Можем посоветовать вам максимально точный метод проверки предохранителя. Для этого необязательно вынимать предохранитель из гнезда. Поначалу необходимо включить вышедшую из строя цепь, будь то подъемники, фары, звуковой гудок и т.п. Далее проверяйте напряжение на обоих выводах конкретного предохранителя. Если на одном из выводов напряжение отсутствует – это свидетельствует о том, что предохранитель перегорел. Следовательно, такой предохранитель действительно подлежит замене. Подобная процедура проверки занимает минимум времени, а результат дает максимально точный. Как вы сами могли убедиться, понять, когда нужна замена предохранителя, несложно, остается теперь лишь разобраться в том, как это правильно сделать.

3. Как поменять предохранители, чтобы в вашем автомобиле не случалось коротких замыканий?

К сожалению, далеко не все водители способны по достоинству оценить важность наличия хорошего предохранителя. И далеко не всем понятно, что необходимо делать, если предохранитель перегорел или расплавился. Поэтому мы хотим предложить вам пошаговую инструкцию замены предохранителя. Но, прежде чем начать замену предохранителя, необходимо убедиться, что он действительно перегорел:

1. Отыщите тот блок предохранителей, к которому подсоединены якобы перегоревшие приборы.

2. Отыщите подсоединенный к вашему электроприбору предохранитель. Схема на внешней стороне с маркировкой упростит поиск.

3. Извлеките предохранитель из блока. Сделать это можно с помощью специальных щипчиков. Как правило, они продаются в наборе с блоковой системой.

4. Внимательно его осмотрите, если видны внешние повреждения, то этот элемент блока, несомненно, подлежит замене.

Поменять перегоревший предохранитель на новый можно тогда, когда он есть в наличии. Приобрести автомобильный предохранитель можно практически в любом магазине, но намного сложнее купить качественный предохранитель. Под словом «качественный» имеется в виду такой предохранитель, который не перегорит за считанные часы, а тем более не станет причиной возгорания. Поэтому, прежде чем совершить покупку, внимательно присмотритесь к внешнему виду образца. Пластик должен быть ровным, металл не должен иметь изменений сечения. Если у вас возникают сомнения в качестве приобретенных предохранителей, то, прежде чем устанавливать покупку в блок, желательно провести маленький тест. Сделать это можно так:

1. Для начала купите еще один предохранитель – запасной;

2. Примотайте к металлическим окончаниям предохранителя провода;

3. Один подсоедините к плюсу, второй к минусу;

4. Качественный предохранитель должен перегореть, некачественный – оплавится.

После установки такого некачественного предохранителя система в автомобиле также будет плавиться, а это, сами понимаете, к чему может привести. После этого можно приступать к основному этапу – замене. Для этого необходимо установить на место старого новый предохранитель, однако перед этим необходимо ознакомиться со следующими нюансами:

1. Перед тем как устанавливать новый предохранитель, необходимо обязательно устранить причину короткого замыкания. В противном случае, новый предохранитель постигнет та же участь, что и перегоревший.

2. Автомобильные предохранители делятся на три типоразмера: мини, средний и макси. Каждому из них в монтажном блоке отведено свое штатное место.

3. Номинальный ток в предохранителе должен быть больше, нежели номинальный ток в приборе. В случае, когда амперное значение меньше, электроприбор быстро сгорит, а предохранитель даже не успеет среагировать.

4. Амперное обозначение можно определить по цвету пластикового корпуса.

5. Предохранители из ряда первичной цепи должны выдерживать не менее 0,1 секунды десятикратный первичный номинальный ток.

6. Времятоковая характеристика нагрузки должна быть выше времятоковой характеристики предохранителя.

7. На блоке предохранителей ни в коем случае не должно присутствовать оголенных проводов, соприкасающихся с корпусом, ведь это неизбежно приведет к замыканию. После окончания установки проверьте, насколько корректно работают все электроузлы в вашем автомобиле. Успешной замену можно считать в том случае, если никаких проблем с работой техники не возникает.

Самодельный предохранитель из медной проволоки может стать отличным временным способом заменить перегоревший предохранитель. Но если вы решились на такое, то крайне важно правильно подобрать сечение того самого проводника, который вы будете использовать. Почему это важно, каковы причины перегорания предохранителей и способы временного устранения этого неудобства мы и рассмотрим в нашей статье.

Начнем с самого важного — с причин перегорания предохранителей. Ведь просто так нечего не происходит и прежде чем ставить «жучек», необходимо определиться с причинами поломки предохранителя.

Их может быть несколько:

	Самая банальная и распространенная причина перегорания предохранителя – это короткое замыкание. В результате данного события ток резко возрастает, на что и реагирует плавкая вставка в предохранителе, перегорая.
	Так же достаточно частым явлением является перегорание проводника при заклинивании приводного механизма питающей цепи. В этом случае предохранитель действует как защита от перегрузки.
	Следующей возможной причиной того что вам потребуется искать провод для предохранителя может быть скачек напряжения. При резком и главное длительном снижении напряжения, ток, согласно закону Ома, пропорционально возрастает. Это может привести к перегоранию предохранителя. При непродолжительных по времени скачках такое происходит крайне редко.
	Еще один возможный вариант, это частая работа предохранителя на грани срабатывания. Когда ток, протекающий через него, близок к номинальному, проволока для предохранителей сильно нагревается. Затем остывает, и опять нагревается. Такой режим изменяет структуру металла, из-за чего предохранитель может перегореть при значительно более низких значениях тока.
	Именно для исключения таких случаев качественные предохранители выпускают из максимально чистых металлов. У них изменение структуры при частых перепадах температур минимизировано.

Выбор диаметра проволоки и ремонт предохранителя

Ну, а теперь давайте перейдет к основному вопросу нашей статьи – выбору диаметра и непосредственно ремонту. Начнем с первого.

Выбор диаметра проводника

Диаметр проводника в предохранителях четко рассчитан. Если вы выполняете замену, то должны установить проводник такого же диаметра. Иначе ваш предохранитель не будет выполнять свою функцию по защите электрической сети.

• Сделать это можно несколькими способами. Наиболее простой взять сечение провода для предохранителя, и таблица стандартных значений позволит осуществить вам выбор. Для этого достаточно измерить диаметр провода.

• Диаметр провода можно измерить с помощью штангенциркуля или даже обычной линейки. Если диаметр проволоки для предохранителя слишком мал, то измерения можно произвести следующим образом. Проволоку наматываем на любой небольшой предмет – зажигалку, карандаш, ручку.

• Желательно сделать 10-20 витков, для большей точности измерения. Витки делаем максимально плотными, для исключения пространства межу ними. Затем измеряем диаметр всех витков. Полученное значение делим на количество витков. Вот вам и диаметр провода для предохранителя.

• 04.10.2014

  MSK5012 является высоконадежным регулирятором напряжения. Выходное напряжение может быть установлено с помощью двух резисторов. Регулятор имеет очень низкий уровень падения напряжения(0,45В на 10 А). MSK5012 имеет высокий уровень точности и стабильности выходного напряжения. Микросхема доступна в 5 pin корпусе, выводы электрически изолированны от корпуса микросхемы. Это дает нам свободу для …

• 16.11.2014

  Диапазоны длин волн (частот) для радиовещания. Диапазоны частот для радиовещания, принятые в России Общее название Диапазон частот Обозначение Модуляция Стандарт стереовещания рус. англ. Длинные волны 148,5-283,5 кГц ДВ LW АМ, DRM DRM Средние волны 526,5-1606,5 кГц СВ MW АМ, DRM DRM Короткие волны 3,95-4,00 МГц КВ-1 (75 м) SW (75 …

• 08.11.2014

  TDA2009A — усилитель класса АВ, в основном применяется в качестве усилителя мощности в бытовой аппаратуре. Микросхема снабжена защитой от КЗ входов и выходов на корпус (минус питания), а так же имеет тепловую защиту (145°С). В стерео варианте усилитель на TDA2009A имеет следующие основные характеристики: Напряжение питания от 8 до 28В, …

• 30.09.2014

  Блок настройки питается стабилизированным напряжением 12-15В и обеспечивает генерацию ступенчато-изменяющегося напряжения от нуля до напряжения источника питания(256 ступеней). Настройка производится нажатием на квазисенсорные кнопки + и -. Изменение напряжения индицируется на люминесцентной шкале по которой перемещается светящаяся метка. На элементах D1.1 D1.2 выполнен тактовый мультивибратор который определяет скорость перестройки в …

Было бы преступлением не упомянуть здесь плавкие предохранители. Как и другие типы предохранительных устройств они призваны защищать участок цепи от губительных перепадов питающего тока.

Плавкие предохранители

Отличительная особенность таких предохранителей - их очевидная простота. Устройство представляет собой не что иное, как участок проволоки небольшого диаметра. Последняя легко плавится при превышении силы тока сверх заданного порога.

Конечно, у такого метода защиты есть очевидный недостаток – время реакции (плавление проволоки не происходит мгновенно). То есть от кратковременных, но от этого не менее губительных, импульсов тока он не спасет. Зато он очень эффективен при коротких замыканиях в сети или при превышении допустимой нагрузки.

Принцип работы основывается на тепловой работе, которую совершает ток при прохождении через проводники (и напряжение здесь не имеет особого значения).

Сила тока = Максимально допустимая мощность цепи / Напряжение

То есть максимальная сила тока, которую должен выдерживать плавкий предохранитель в цепи питания 220 В при максимальной нагрузке в 3 кВт – около 15 А.

Ввиду того, что плавкость зависит от множества факторов (диаметр проволоки, теплоотводящая способность окружающей среды, материал, из которого изготовлена проволока, и т.п.), то чаще всего сгоревший элемент меняют согласно готовым расчетам из таблицы ниже (для наиболее популярных металлов).

Таблица 1

Предохранители на реле

Как и было сказано выше, плавкие предохранители имеют серьезный недостаток – время реакции. Кроме того, сгоревший элемент необходимо полностью менять (требуется замена проволоки или всего предохранителя).

В качестве альтернативы можно рассмотреть реле.

Один из примеров реализации такой схемы ниже.

Рис. 1. Схема реле

При коротком замыкании в питаемой цепи резко возрастает ток, вследствие чего составной транзистор (VT1 VT2) запирается и всё напряжение прикладывается к первому реле, которое, в результате срабатывания, размыкает второе реле и ток остается только на закрытом составном транзисторе.

Обозначенный блок рассчитан только на цепи, ток питания которых не превышает 1,6А, что может быть неудобно для разных задач.

Её можно немного переделать так.

Рис. 2. Переделанная схема реле

Номинал R4 не прописан специально, так как он требует расчета в зависимости от параметров питаемой цепи.

В качестве основы можно использовать готовые показатели в таблице ниже.

Таблица 2

Обе приведенные схемы рассчитаны на работу только в цепях питания 12 В.

Электронные предохранители без реле

Если ваша схема питается током до 5 А и напряжением до 25 В, то вам определенно понравится схема ниже. Порог срабатывания может быть настроен подстроечным резистором, а время реакции можно задать с помощью конденсатора.

Рис. 3. Схема предохранителя без реле

Ввиду того, что под постоянной нагрузкой транзистор может греться, его лучше всего разместить на теплоотводе.

В качестве альтернативной реализации, но с тем же принципом.

Рис. 4. Схема предохранителя без реле

Еще более простой электронный предохранитель с минимумом деталей на схеме ниже.

Рис. 5. Схема электронного предохранителя с минимумом деталей

При возникновении короткого замыкания транзистор блокируется на непродолжительное время. Если блокировка будет снята, а короткое замыкание останется, то "предохранитель" снова сработает и так до тех пор, пока в питаемой цепи не будет устранена проблема. То есть такой предохранитель не требует включения или выключения. Единственный его недостаток – постоянное включение прямой нагрузки в цепи в виде резистора R3.

Электронный предохранитель для 220 В

Схемы электронных предохранителей, приведенные выше, могут работать только в цепях с постоянным питанием. Но что, если вам нужен быстродействующий предохранитель для защиты питания в цепях с переменным током 220 В?

Можно использовать схему блока защиты от перегрузок ниже.

Рис. 6. Схема блока защиты от перегрузок

Максимальный ток срабатывания этой схемы, выполненной на стабилизаторе 7906 – 2А.

T1 – транзистор TIC225M, а

T2 - BTA12-600CW (замена не допустима).

В качестве более простых альтернатив для цепей с переменным током могут выступать следующие.

Опубліковано 13.12.2013

Плавкие вставки для предохранителей всегда перегорают в неподходящий момент. И что мы делаем? Конечно! Делаем из него “жука”. Если это сделать неправильно, можно навлечь на себя беду. Для того, чтобы правильно и безопасно восстановить плавкую вставку нужно всего лишь выбрать правильный диаметр используемой проволоки. Ниже приведен расчет диаметра провода для плавких вставок предохранителей по таблице.

Ток плавле- ния, А	Диаметр, мм
	Медь	Алюминий	Никелин	Железо	Олово	Свинец
0,5	0,03	0,04	0,05	0,06	0,11	0.13
1	0,05	0,07	0,08	0,12	0,18	0,21
2	0,09	0,1	0,13	0,19	0,29	0,33
3	0,11	0,14	0,18	0,25	0,38	0,43
4	0,14	0,17	0,22	0,3	0,46	0,52
5	0,16	0,19	0,25	0,35	0,53	0,6
6	0,18	0,22	0,28	0,4	0,6	0,68
7	0,2	0,25	0,32	0,45	0,66	0,75
8	0,22	0,27	0,34	0,48	0,73	0,82
9	0,24	0,29	0,37	0,52	0,79	0,89
10	0,25	0,31	0,39	0,55	0,85	0,95
15	0,32	0,4	0,52	0,72	1,12	1,25
20	0,39	0,48	0,62	0,87	1,35	1,52
25	0,46	0,56	0,73	1	1,56	1,75
30	0,52	0,64	0,81	1,15	1,77	1,98
35	0,58	0,7	0,91	1,26	1,95	2,2
40	0,63	0,77	0,99	1,38	2,14	2,44
45	0,68	0,83	1,08	1,5	2,3	2,65
50	0,73	0,89	1,15	1,6	2,45	2,78
60	0,82	1	1,3	1,8	2,80	3,15
70	0,91	1,1	1,43	2	3,1	3,5
80	1	1,22	1,57	2,2	3,4	3,8
90	1,08	1,32	1,69	2,38	3,64	4,1
100	1,15	1,42	1,82	2,55	3,9	4,4
120	1,31	1,6	2,05	2,85	4,45	5
140	1,45	1,78	2,28	3,18	4,92	5,5
160	1,59	1,94	2,48	3,46	5,38	6
180	1,72	2,10	2,69	3,75	5,82	6,5
200	1,84	2,25	2,89	4,05	6,2	7
225	1,99	2,45	3,15	4,4	6,75	7,6
250	2,14	2,6	3,35	4,7	7,25	8,1
275	2,2	2,8	3,55	5	7,7	8,7
300	2,4	2,95	3,78	5,3	8,2	9,2

Диаметр плавкой вставки предохранителя выбирают в зависимости от тока плавления. За ток плавления обычно принимают значение тока в два раза превышающий номинальный ток. Т.е. если Ваше устройство потребляет ток 1А, ток плавления принимаем 2А. И согласно нему выбираем диаметр проволоки. В данном случае медь 0,09мм или алюминий 0,1мм.

Плавкая вставка не перегорает мгновенно, для этого требуется некоторое время, пусть даже очень малое. Поэтому, кратковременные перегрузки (например, пусковые токи) не вызывают разрушения плавкой вставки.

Плавкая вставка, даже небольшого диаметра, толщиной всего 0,2мм, при перегорании может разлетаться на мелкие части. Часть металла испаряется, часть разбрызгивается расплавленными каплями. Разлетающиеся части плавкой вставки имеют температуру близкую к температуре плавления материала, из которого они сделаны и могут нанести вред оборудованию или находящимся рядом людям. Поэтому, плавкая вставка обязательно должна быть в корпусе, который сможет противостоять воздействиям при разрушении плавкой вставки. В зависимости от номинала плавких вставок, корпуса изготавливают из пластмассы, стекла, керамики.

Расчёт проводников для плавких предохранителей

Ток плавления проводника для применения в плавкой вставке (предохранителе) можно рассчитать по формулам:

где:
d – диаметр проводника, мм;
k

где:
m – коэффициент, зависящий от материала проводника согласно таблице.

Формула (1) применяется для малых токов (тонкие проводники d=(0,02 – 0,2) мм), а формула (2) для больших токов (толстые проводники).
Таблица коэффициентов.

Диаметр проводника для использования в плавком предохранителе рассчитывается по формулам:
Для малых токов (тонкие проводники диаметром от 0,02 до 0,2 мм):

Для больших токов (толстые проводники):

Количество теплоты выделяемое на плавкой вставке рассчитывается по формуле:

где:
I – ток, текущий через проводник;
R – сопротивление проводника;
t – время нахождения плавкой вставки под током I .

Сопротивление плавкой вставки рассчитывается по формуле:

где:
p – удельное сопротивление материала проводника ;
l – длина проводника;
s – площадь сечения проводника.

Для упрощения расчетов сопротивление принимается постоянным. Рост сопротивления плавкой вставки вследствие повышения температуры не учитываем.

Зная количество теплоты, необходимое для расплавления плавкой вставки, можно рассчитать время расплавления по формуле:

где:
W – количество теплоты, необходимое для расплавления плавкой вставки;
I – ток плавления;
R – сопротивление плавкой вставки.