الأنواع المختلفة للفيوزات (المصهرات)

الأنواع المختلفة للفيوزات (المصهرات) : المحوري، الخرطوشي، السطحي، PTC

يُقدّم هذا المقال لمحة عامّة على مختلف أنواع الفيوزات المتوفّرة لمصمّمي الدّارات الكهربائيّة ذات الجهد المنخفض.إنّ البنية الأساسيّة للفيوز ببساطة هي عنصر ناقل مُصمّم لينصهر كاستجابة لسريان لتيّار زائد، وغلاف يحيط بالعنصر ويسهّل وضع الفيوز ضمن الدّارة الكهربائيّة، ولكن بالتأكيد هناك اختلافات في موضوع الفيوز ، وهذه الاختلافات تتعلّق بالمصمّمين لأنّها تؤثّر على تصميم اللوحة والمميّزات التشغيليّة للفيوز.

المجموعة “صعبة الاستبدال”

فيزيائياً فإنّه نادراً ما يكون استبدال عنصر هو أمر ملائم، وأحياناً يكون أمراً مزعجاً للغاية أو حتى مستحيلاً. لهذا فإنّ الفيوزات ليست شائعة كما كانت سابقاً عندما كان من الأصعب تطبيق وسائل بديلة للحماية من التيّار الزائد.

في الواقع هناك بعض الأنواع من الفيوزات تكون غير ملائمة أكثر من غيرها، عادةً تلك التي تلحم بشكل مباشر إلى الدّارة الإلكترونيّة.

تشمل المجموعة التي يصعب استبدالها : الفيوزات السطحيّة surface-mount fuses والفيوزات `ذات الأسلاك ، إنّك لا تريد استخدام هذه الأنواع من الفيوزات في التطبيقات التي من المحتمل أن تواجه حالات تيّار زائد. وإذا سألتني، فعليك أن لا تستخدم الفيوزات ذات الأسلاك  أو الفيوزات السطحيّة إلا كطبقة إضافيّة من الحماية للأجهزة التي من المؤكَّد أنّها لن تحتاجها أبداً.

تتضمّن الفيوزات ذات الأسلاك  الأنماط المحوريّة axial والشعاعيّة radial  و الموضوعة عبر ثقوب through-hole .

أمثلة على أنواع مختلفة من الفيوزات التي يصعب استبدالها
أمثلة على أنواع مختلفة من الفيوزات التي يصعب استبدالها

المجموعة “سهلة الاستبدال”

تتضمَّن هذه المجموعة أيّ فيوز ملائم لوضعه ضمن حامل، بحيث يمكن تحقيق الاستبدال دون لحام.
من الناحية النظريّة، كلّ ما تحتاجه هو يديك، مع أنّني لا أتذكّر بشكل واضح استخدام البنسة لنزع فيوز من زوج من المشابك المحكمة التثبيت.

يُعتبَر الفيوز الخرطوشيّ الفيوز القياسيّ القابل للاستبدال في الأجهزة الإلكترونيّة- يوضّح الشكل (2) في الأسفل مثالاً له – بالإضافة إلى مشبك بداخله ثقب. (عند وضعه في لوحة الدّارة المطبوعة تأكّد من أن تباعدَ المشبك متناسب مع طول الفيوز  لديك).

الفيوز الخرطوشيّ الفيوز القياسيّ القابل للاستبدال في الأجهزة الإلكترونيّة
الفيوز الخرطوشيّ الفيوز القياسيّ القابل للاستبدال في الأجهزة الإلكترونيّة

هذا ليس النوع الوحيد من الفيوزات سهلة الاستبدال، اذا كنت تحبّ أن تعمل على السيارات فمن المؤكّد أنّ الفيوزات التي تشبه الشفرة  blade fuses مألوفة لك، وهي موضّحة بالشكل

blade fuses
blade fuses

بحسب ما أعرف فإنّ الفيوزات العريضة تقتصر على التطبيقات المتعلّقة بالسيارات، لكنّي لا أرى أيّ سبب يمنعك من استعمالها لأيّ نوع آخر من المشاريع. بالطبع، ستحتاج إلى النوع المناسب من الحوامل، لكن الإدخال والإخراج ربما يكونان أكثر ملاءمة للفيوز الخرطوشي.ّ

الفيوزات التي لا تحتاج لتبديل

برأيي فإنّ تغيير الفيوز  المنصهر يُعدُّ مشكلة. لهذا فأنا أعتبر الفيوزات القابلة للضبط (فيوزات AKA PTC) قدمت تطوّراً مهماً في عالم عناصر حماية الدّارات الكهربائيّة.

قد يفضل شخص متحفّظ بالنسبة للتصنيف أن يضع الفيوزات القابلة للضبط في مجموعة مختلفة تماماً، كونها تفتقر إلى الميزة الأساسية للصمّامات التقليديّة، وهي العنصر الناقل الذي يذوب عند تعرّضه للتيّار الزائد. ومع ذلك، فإنّ صمّامات PTC تخدم غرضاً مشابهاً وتنفَّذ بطريقة مماثلة لذلك.

في هذا المقال، تمّ التعامل معها ببساطة على أنّها نوع مختلف من الفيوزات.

الاسم “فيوز PTC” يأتي من “مُعامل درجة الحرارة الموجب” (Positive Temperature Coefficient). تصنع الفيوزات القابلة للضبط من مادة تزداد ممانعتها بزيادة درجة الحرارة.

في الواقع، تزداد الممانعة بسرعة عندما تصل إلى نقطة الانتقال، كما هو موضح بالشكل (4)، وهذا هو السبب في أنّ صمامات PTC تقدّم تشغيلاً مشابهاً للصمامات التقليدية: الممانعة منخفضة أثناء التشغيل الطبيعيّ، لكن إذا تسببت حالة التيّار الزائد بتجاوز درجة الحرارة نقطة الانتقال تصبح الممانعة عالية بما يكفي للحدّ من التيّار إلى مستويات لا تسبّب أيّ ضرر.

ازدياد الممانعة بسرعة عندما الوصول إلى نقطة الانتقال
ازدياد الممانعة بسرعة عندما الوصول إلى نقطة الانتقال

قد يكون مصطلح “صمّام قابل للضبط” واسعاً بعض الشيء، إنّه لا يأتي مع زر إعادة ضبط. بدلاً من ذلك، يمكنك إعادة الجهاز إلى حالته منخفضة الممانعة عن طريق فصل الطاقة وتركه ليبرد.

فيوز  PTC أو التقليديّ؟؟

إنّه من المعروف أنّ صمامات PTC مفضلة بشكل كبير في الأنظمة التي يحدث فيها تيّار زائد بشكل متكرّر (معنى “متكرّر” يعتمد على وجهة نظرك، حيث يمكن اعتبار مرّة واحدة في السنة هو أمر متكرّر عندما هناك صعوبة بالغة باستبدال الفيوز ). في الواقع، قد تتساءل عن سبب اختيار أيّ شخص للصمّام التقليديّ بدلاً من صمّام PTC. حسناً، لقد تبيّن أنّ صمّامات PTC لديها بعض العيوب:

  • لديها ممانعة أعلى عند التشغيل الطبيعيّ
  • فيوز PTC الذي تجاوز نقطة الانتقال ليس دارة مفتوحة، إنه ببساطة عنصر ذو ممانعة كافية للحدّ بشكل كبير من سريان التيّار، وهذا قد يكون غير مرغوب في بعض التطبيقات.
  • فيوز PTC قد يخفي حدوث حالة تيّار زائد. إذا توجب عليك استبدال الفيوز ، فإنّك تعرف ما حصل. إذا كنت تستخدم صمّام PTC وشيء ما يتغير في الدّارة ويزيل حالة التيّار الزائد، فإنّ الـ PTC يمكن أن يبرد بشكل طبيعيّ ويعود إلى حالته منخفضة المقاومة. أو قد يلاحظ أحد ما في المخبر أنّ النظام واستطاعة المجموعة لا تعمل بشكل طبيعيّ دون التحقّق من السبب الفعليّ للفشل.
  • صمّامات PTCs هي أكثر حساسيّة لدرجة الحرارة المحيطة. يمكن تفسير هذا من خلال المخطط الآتي (الموضّح في الشكل 5): المنحني المسمّى “C” يمثل الفيوز PTC، والمنحنيات A وb هي للصمّامات التقليديةّ.

هناك جزء آخر من المعلومات يمكن أخذه من المخطط هو أنّ عامل الشكل للصمّام التقليديّ يمكن أن يؤثر على حساسيته لتغيّرات درجة الحرارة المحيطة. كمثال، صمّامات الطبقة الرقيقة (التي توافق المنحني A) هي أكثر حساسيّة بشكل كبير لدرجات الحرارة المحيطة من الفيوزات الخرطوشيّة و وذات الأسلاك (التي توافق المنحني B).

الخلاصة

في هذا المقال، راجعنا الفيوزات التقليديّة وناقشنا أيضاً الاختلافات بين الفيوزات التقليديّة والفيوزات القابلة لإعادة الضبط. لا تتردّد في ترك تعليق إذا كان لديك أيّ أفكار عن نوع الفيوز الأنسب لحالة تصميم معين.


المصدر:هنا
ترجمة: راما سلوم, مراجعة: علي العلي, تدقيق لغوي: رنيم العلي, تصميم: علي العلي, تحرير: قحطان غانم

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *