Cầu chì là gì? Cấu tạo, nguyên lý và phân loại cầu chì
1. Cầu chì là gì?
2. Ký hiệu cầu chì
3. Cấu tạo cầu chì
4. Nguyên lý làm việc của cầu chì
5. Phân loại cầu chì theo chức năng
6. Các loại cầu chì phổ biến hiện nay
1. Cầu chì là gì?
Cầu chì là khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn mạch, hạn chế tình trạng cháy, nổ. Cụ thể hơn, cầu chì là thiết bị dùng để bảo vệ đường dây dẫn, thiết bị điện và mạch điện trong điều kiện mạch hoặc cường độ dòng điện quá tải
2. Ký hiệu cầu chì
2. Ký hiệu cầu chì
3. Cấu tạo cầu chì
4. Nguyên lý làm việc của cầu chì
5. Phân loại cầu chì theo chức năng
6. Các loại cầu chì phổ biến hiện nay
1. Cầu chì là gì?
Cầu chì là khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn mạch, hạn chế tình trạng cháy, nổ. Cụ thể hơn, cầu chì là thiết bị dùng để bảo vệ đường dây dẫn, thiết bị điện và mạch điện trong điều kiện mạch hoặc cường độ dòng điện quá tải
2. Ký hiệu cầu chì
Cầu chì (fuse) được lắp trên hệ thống điện. Chúng được nối trực tiếp vào giữa dây dẫn điện và các thiết bị điện. Dụng cụ này có cấu tạo đơn giản, kích thước bé, giá rẻ nên được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện.
3. Cấu tạo cầu chì
Cấu tạo cầu chì khá đơn giản. Bộ phận quan trọng nhất của cầu chì là một dây chì mắc nối tiếp với hai đầu dây dẫn trong mạch điện. Các thành phần còn lại gồm: hộp giữ cầu chì, các chấu mắc, nắp cầu chì,....
- Phần tử ngắt mạch
Phần tử ngắt mạch là bộ phận chính của cầu chì, có giá trị điện trở suất rất bé. Chúng có chức năng cảm nhận giá trị dòng điện đi qua nó. Phần tử này thường được làm bằng bạc, đồng,... có thể ở dạng dây (tiết diện tròn) hoặc dạng băng mỏng.
- Thân của cầu chì
Thân cầu chì cần đảm bảo hai yếu tố: có độ bền cơ khí và độ bền về điều kiện dẫn nhiệt, chịu đựng được sự thay đổi đột ngột mà không hỏng. Do đó, thân của cầu chì thường được làm bằng thủy tinh, ceramic (sứ gốm) hoặc các vật liệu có tính chất tương đương.
- Vật liệu lấp đầy
Vật liệu lấp đầu dùng để bao quanh phần tử ngắn mạch trong thân cầu chì. Vật liệu này có khả năng hấp thụ năng lượng do hồ quang sinh ra. Đồng thời, chúng phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra tình trạng ngắn mạch. Do đó, vật liệu lấp đầy của cầu chì thường được làm bằng silicat ở dạng hạt.
- Các đầu nối
Đầu nối có tác dụng cố định cầu chì trên các thiết bị đóng ngắt mạch, đảm bảo tiếp xúc điện tốt.
3. Cấu tạo cầu chì
Cấu tạo cầu chì khá đơn giản. Bộ phận quan trọng nhất của cầu chì là một dây chì mắc nối tiếp với hai đầu dây dẫn trong mạch điện. Các thành phần còn lại gồm: hộp giữ cầu chì, các chấu mắc, nắp cầu chì,....
- Phần tử ngắt mạch
Phần tử ngắt mạch là bộ phận chính của cầu chì, có giá trị điện trở suất rất bé. Chúng có chức năng cảm nhận giá trị dòng điện đi qua nó. Phần tử này thường được làm bằng bạc, đồng,... có thể ở dạng dây (tiết diện tròn) hoặc dạng băng mỏng.
- Thân của cầu chì
Thân cầu chì cần đảm bảo hai yếu tố: có độ bền cơ khí và độ bền về điều kiện dẫn nhiệt, chịu đựng được sự thay đổi đột ngột mà không hỏng. Do đó, thân của cầu chì thường được làm bằng thủy tinh, ceramic (sứ gốm) hoặc các vật liệu có tính chất tương đương.
- Vật liệu lấp đầy
Vật liệu lấp đầu dùng để bao quanh phần tử ngắn mạch trong thân cầu chì. Vật liệu này có khả năng hấp thụ năng lượng do hồ quang sinh ra. Đồng thời, chúng phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra tình trạng ngắn mạch. Do đó, vật liệu lấp đầy của cầu chì thường được làm bằng silicat ở dạng hạt.
- Các đầu nối
Đầu nối có tác dụng cố định cầu chì trên các thiết bị đóng ngắt mạch, đảm bảo tiếp xúc điện tốt.
4. Nguyên lý làm việc của cầu chì
- Khi mạch làm việc bình thường: Khi bình thường, một dòng điện định mức chạy qua cầu chì. Nhiệt lượng sinh ra không gây nên sự nóng chảy. Sự cân bằng nhiệt được thiết lập mà không gây ra sự già hóa hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.
- Khi xảy ra sự cố ngắn mạch: Lúc này, điện ngắn mạch lớn hơn dòng điện định mức. Sự cân bằng trên cầu chì bị phá hủy. Nhiệt năng tăng cao, làm nóng chảy phần tử ngắn mạch của cầu chì, từ đó làm hở mạch hai đầu cầu chì.
- Khi mạch làm việc bình thường: Khi bình thường, một dòng điện định mức chạy qua cầu chì. Nhiệt lượng sinh ra không gây nên sự nóng chảy. Sự cân bằng nhiệt được thiết lập mà không gây ra sự già hóa hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.
- Khi xảy ra sự cố ngắn mạch: Lúc này, điện ngắn mạch lớn hơn dòng điện định mức. Sự cân bằng trên cầu chì bị phá hủy. Nhiệt năng tăng cao, làm nóng chảy phần tử ngắn mạch của cầu chì, từ đó làm hở mạch hai đầu cầu chì.
5. Phân loại cầu chì theo chức năng
Cầu chì là thiết bị điện có nhiều loại khác nhau. Người ta thường phân loại cầu chì theo chức năng, cụ thể như sau:
- Phân loại theo môi trường hoạt động: Cầu chì cao áp, cầu chì hạ áp, cầu chì nhiệt,...
- Phân loại theo cấu tạo: Cầu chì loại hở, loại vặn, loại hộp, loại ống,...
- Phân loại theo đặc điểm trực quan: Cầu chì sứ, cầu chì ống, hộp, cầu chì nổ, cầu chì tự rơi,...
- Phân loại theo phạm vi sử dụng. Bao gồm: cầu chì trên các thiết bị điện từ, điện dân dụng, động cơ…, theo khối lượng và điện áp định mức.
6. Các loại cầu chì phổ biến hiện nay
• Cầu chì điện 1 chiều
Đây là loại cầu chì có kích thước nhỏ, làm việc rất ổn định. Do dòng một chiều có trị số không đổi lớn hơn 0 nên rất khó ngắt mạch và có hồ quang điện giữa các dây dẫn nóng chảy. Vì vậy các điện cực của cầu chì phải có khoảng khách lớn.
Cầu chì là thiết bị điện có nhiều loại khác nhau. Người ta thường phân loại cầu chì theo chức năng, cụ thể như sau:
- Phân loại theo môi trường hoạt động: Cầu chì cao áp, cầu chì hạ áp, cầu chì nhiệt,...
- Phân loại theo cấu tạo: Cầu chì loại hở, loại vặn, loại hộp, loại ống,...
- Phân loại theo đặc điểm trực quan: Cầu chì sứ, cầu chì ống, hộp, cầu chì nổ, cầu chì tự rơi,...
- Phân loại theo phạm vi sử dụng. Bao gồm: cầu chì trên các thiết bị điện từ, điện dân dụng, động cơ…, theo khối lượng và điện áp định mức.
6. Các loại cầu chì phổ biến hiện nay
• Cầu chì điện 1 chiều
Đây là loại cầu chì có kích thước nhỏ, làm việc rất ổn định. Do dòng một chiều có trị số không đổi lớn hơn 0 nên rất khó ngắt mạch và có hồ quang điện giữa các dây dẫn nóng chảy. Vì vậy các điện cực của cầu chì phải có khoảng khách lớn.
Cầu chì 1 chiều DC có khả năng bảo vệ tối đa cho các mô đun Pin và bộ Pin. Đồng thời cung cấp khả năng xóa các dòng lỗi DC một cách hiệu quả. Loại cầu chì này đã được thiết kế và thử nghiệm trên cách thiết bị sử dụng dòng điện một chiều DC
• Cầu chì điện 3 pha (Cầu chì xoay chiều)
Cầu chì điện xoay chiều có kích thước nhỏ, dao động từ 50-60 lần mỗi giây từ giá trị nhỏ nhất đến giá trị lớn nhất. Cho nên khi không có hồ qua điện hình thành giữa các dây dẫn nóng chảy. Chúng chuyên dùng cho điện 3 pha như hạ thế.
• Cầu chì cách ly
Đây là loại cầu chì đáp ứng tiêu chuẩn IEC 947.3. Chúng có tác dụng bảo vệ quá tải và ngắn mạch, được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp.
• Cầu chì điện 3 pha (Cầu chì xoay chiều)
Cầu chì điện xoay chiều có kích thước nhỏ, dao động từ 50-60 lần mỗi giây từ giá trị nhỏ nhất đến giá trị lớn nhất. Cho nên khi không có hồ qua điện hình thành giữa các dây dẫn nóng chảy. Chúng chuyên dùng cho điện 3 pha như hạ thế.
• Cầu chì cách ly
Đây là loại cầu chì đáp ứng tiêu chuẩn IEC 947.3. Chúng có tác dụng bảo vệ quá tải và ngắn mạch, được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp.
