Изготовление предохранителя из проволоки на любой ток
Наибольшее распространение получили плавкие предохранители. Они дешевы и просты в изготовлении и в случае короткого замыкания в сети обеспечивает защиту проводки от возгорания.
Когда перегорает плавкий предохранитель, требуется быстро его заменить. Не всегда имеется запасной предохранитель на нужный ток. Проще всего защитный предохранитель выполнить из провода соответствующего диаметра. Причем диаметр провода для необходимого тока плавления (защиты) можно выбрать из таблицы, где приведены значения для разных металлов. В качестве основания для закрепления (припаивания) плавкой вставки может использоваться каркас перегоревшего.
Сечение медного провода по току для предохранителя. Расчет плавных вставок предохранителей. Пример расчета
. Понятно, что нужно разобраться в причинах перегорания предохранителя и устранить их. Допустим, Вы это сделали, нужно включать устройство для проверки, а целого предохранителя нет.
Материал статьи в сокращенной форме продублирован на видео:
Плавкий предохранитель
можно заменить кусочком провода, диаметр которого зависит от величины допустимого тока. Поэтому без особого риска можно заменить перегоревший предохранитель медным проводом, вставленным и запаянным в старый корпус предохранителя.
Для определения диаметра медного провода используют формулу:
D
(мм) = 0,034 ×Iпл(А) + 0,005
Где: D
– диаметр провода, в мм.
I
пл
Эту формулу применяют, если рассчитанное значение диаметра не превышает 0,2 мм.
Проверить полученный результат можно по другой формуле:
I
(A) = 80√D3
Где: D
– диаметр провода, в мм.
I
пл
– ток плавления провода, в А.
Есть таблицы, в которых приводятся уже рассчитанные значения диаметра провода для плавкого предохранителя в зависимости от тока:
| Ток, А | Диаметр провода в мм | |||
| Медь | Алюминий | Сталь | Олово | |
| 1 | 0,039 | 0,066 | 0,132 | 0,183 |
| 2 | 0,069 | 0,104 | 0,189 | 0,285 |
| 3 | 0,107 | 0,137 | 0,245 | 0,380 |
| 5 | 0,18 | 0,193 | 0,346 | 0,53 |
| 7 | 0,203 | 0,250 | 0,45 | 0,66 |
| 10 | 0,250 | 0,305 | 0,55 | 0,85 |
| 15 | 0,32 | 0,40 | 0,72 | 1,02 |
| 20 | 0,39 | 0,485 | 0,87 | 1,33 |
| 25 | 0,46 | 0,56 | 1,0 | 1,56 |
| 30 | 0,52 | 0,64 | 1,15 | 1,77 |
Понятно, что все эти расчеты и таблицы не дают абсолютно верную величину тока перегорания изготовленного плавкого предохранителя, но 5-10% точность обеспечивают. Этого вполне достаточно, чтобы самодельный предохранитель заменил перегоревший заводской. И уж наверняка это лучше, чем просто ставить вместо перегоревшего предохранителя первую попавшуюся под руки проволоку или скрепку.
Как это выполнить практически.
Для начала подбираем нужный диаметр провода. В данном конкретном случае нам нужен плавкий предохранитель
на 4 А. По таблице есть 5А. Значит, у нас должен быть диаметр немного меньше.
Этот провод диаметром 0,155мм вполне подойдет.
Готовим предохранитель к установке провода. Для этого по очереди нагреваем паяльником контакты предохранителя и прочищаем отверстия, например заточенной спичкой.
Затем продеваем в полученные отверстия провод.
И запаиваем с двух сторон.
Обрезаем лишний провод.
Все, плавкий предохранитель
готов, его можно вставлять в гнездо и использовать.
Очевидно, возникает вопрос, что делать, если нет микрометра, предназначенного для измерения диаметра провода. С меньшей точностью можно измерить диаметр провода штангенциркулем.
А если и его нет, то обычной линейкой.
Для этого нужно намотать провод виток к витку на любой стержень. Длина намотки 10-20 мм. Чем больше намотаете, тем точнее определите диаметр провода. Затем нужно длину намотки в «мм» разделить на количество витков и получите диаметр в «мм».
Например, 26 витков, длина намотки 20 мм. Диаметр провода 20: 26 = 0,77 мм.
Проверяем этот же провод микрометром:
На микрометре мы видим показания 0,5 + 0,255 = 0,755мм. Если округлить, то получим 0,76 мм. Как видим, точность измерения диаметра провода с помощью линейки и намотки на стержень довольно высокая, около 2%. Главное плотно, виток к витку, мотать провод.
Если нет возможности запаять провод в корпус предохранителя, то можно просто обмотать каждый контакт перегоревшего предохранителя и вставить в гнездо. Контакты гнезда должны надежно зажимать намотанный провод. Важно, чтобы края намотанного провода не торчали, иначе есть риск замыкания с соседними элементами.
И в заключение, главные выводы по данной теме:
- Перед началом работ по замене предохранителя обязательно выньте вилку устройства из розетки.
- Не меняйте перегоревший предохранитель до тех пор, пока не выясните причину выхода его из строя и не устраните ее.
- Не вставляете вместо перегоревшего предохранителя первые попавшие под руку металлические предметы. Это может привести к серьезным повреждениям устройств, защищенных предохранителем и даже к большим потерям.
Ни одна электрическая сеть не может гарантировать своим потребителям постоянное напряжение. Причем скачок напряжения может случиться в любой момент, и предугадать его заранее, выключив из сети всю аппаратуру, просто невозможно. Именно поэтому одним из важных элементов электропроводки и бытовых приборов является предохранитель из медной проволоки или плавкая вставка, защищающая оборудование от короткого замыкания.
С принципом действия таких предохранителей раньше сталкивались практически все жители нашей страны, так как именно они служили защитным элементом бытовой электропроводки в квартирах и домах. Ими оснащались те самые пробки, которые при непосильной нагрузке на сеть отключали электропитание. В большинстве случаев это происходило именно из-за того, что в предохранителе перегорала медная проволока. Сегодня такое оборудование встречается крайне редко — разве что в старых деревенских домах. Вместо них используются более современные приборы — автоматические выключатели многоразового использования. Они срабатывают на недопустимое превышение напряжения в сети. После того, как опасность короткого замыкания исчезнет, выключатель можно снова включить.
Что касается бытовых приборов, то в большинстве из них и сегодня имеются предохранители из медной проволоки, и надо сказать, что более надежного способа защитить прибор от непосильного для него напряжения пока не существует. Кроме того, плавкие вставки используются в автомобилях и являются на сегодняшний день самым надежным (и самым, кстати, дешевым) средством защиты электрической части авто от выхода из строя вследствие короткого замыкания.
Как выглядят и действуют предохранители из медной проволоки.
По своему внешнему виду предохранитель — это стеклянная или керамическая колба, внутри которой натянута медная калиброванная проволока. Она присоединяется к контактам элемента, расположенным в металлических колпачках, с помощью пайки или точечной сварки. Диаметр проволоки зависит от того тока, на который рассчитан предохранитель. Колба (трубка) изделия с большим номинальным током иногда заполняется кварцевым песком. Из-за своего внешнего вида такие предохранители получили название трубчатых.
Еще одним распространенным видом данного устройства являются автомобильные плавкие вставки ножевого типа. В зависимости от номинала тока они окрашиваются в разные цвета:
- 5 А — оранжевый;
- 7,5 А — коричневый;
- 10 А — красный;
- 15 А — голубой;
- 20 А — желтый;
- 25 А — бесцветный (прозрачный);
- 30 А — зеленый;
- 40 А — фиолетовый;
- 60 А — синий;
- 70 А — черный.
Принцип действия вставки предельно прост. Предохранитель включается в сеть, и по проволоке начинает течь электрический ток. Проволока при этом нагревается. До тех пор, пока ток не превышает номинал, заложенный в предохранителе, температура проволоки сохраняется на уровне примерно 70 градусов Цельсия. Как только значения тока превышают допустимые границы, нагрев проволоки увеличивается до температуры плавления меди, она теряет свою целостность, разрывая таким образом электрическую цепь. Происходит все это очень быстро, практически за доли секунды. Именно из-за такого принципа действия предохранители с медной проволокой и получили название плавких вставок.
Существуют разные типы и виды подобных вставок. Но независимо от этого все они действуют одинаково: входящая в их состав медная проволока расплавляется, и течение тока прерывается.
Очень важно понять, что предохранитель «срабатывает» именно при превышении допустимого значения тока, а вот напряжение в сети не имеет для него никакого значения. Другими словами, один и тот же элемент может быть установлен и в 12-вольтовом зарядном устройстве, и в однофазной, и в трехфазной сети.
Естественно, может возникнуть вопрос: мы говорим о том, что устройство защищает от скачков напряжения в сети, и тут же утверждаем, что напряжение для него не важно, как такое возможно? На самом деле здесь достаточно вспомнить школьный курс физики, а именно закон Ома, который гласит, что сила тока на участке цепи прямо пропорциональная напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению. Другими словами, чем выше напряжение, тем выше и сила тока, учитывая, что сопротивление проводника (медной проволоки определенного диаметра) в любом случае остается неизменным.
Перегореть вставка может не только из-за скачков напряжения в сети, то есть из-за превышения номинальных показателей тока, но и из-за неисправности внутри самого прибора, в котором он установлен. Определить причину выхода вставки из строя вы можете самостоятельно — если после двукратной замены элемент вновь перегорает, значит, неисправен сам прибор. Иногда случается и ситуация, когда причиной выхода из строя вставки является ее низкое качество, но такое встречается редко.
Выбор медной проволоки под предохранитель (калькулятор)
Бац, бух и хорошо, что не пожар… Выясняет, что всего лишь сгорел предохранитель. Здесь же можно взять, да и не мучиться,- впаять что-то серьезное, то есть провод потолще. Однако сами понимаете, что позже, вместо вот этого провода – предохранителя, теперь может сгореть нечто более существенное. Тогда ремонт не обойдется так легко. Вначале придется искать серьезную поломку, а затем еще покупать более дорогостоящую деталь и менять ее. Поэтому есть все же смысл подобрать медную проволоку такого диаметра, чтобы она заменила сгоревший предохранитель. То есть необходимо понять, какая существует зависимость между диаметром, сечением медного провода и максимальным током, когда он перегорает. Здесь важно заметить, что это не номинальный ток, а именно максимальный! Ведь при этом токе предохранитель должен срабатывать, то есть перегорать, а не работать без проблем. О подборе медного провода для проводки писал уже в другой статье, в этой же статье именно о критическом токе, когда проволока будет перегорать и работать как предохранитель.
Что же делать в случае поломки предохранителя?
Бытует мнение о том, что плавкая вставка — это элемент, не подлежащий ремонту. И единственный выход в том случае, если она перегорела — замена. Причем очень важно правильно подобрать новый предохранитель с сохранением его номинала, то есть предельно допустимого тока — иначе перегорит уже не он, а весь прибор. Если определить номинал по сгоревшему изделию не удается, тогда выбирать его надо на основании мощности прибора, которая, как правило, указывается на его корпусе или на этикетке. Для того чтобы рассчитать ток, можно воспользоваться формулой:
I
nom=Pmax/U
, где
— номинал предохранителя, измеряемый в амперах (А);
— максимальная мощность прибора, измеряемая в ваттах (Вт);
— напряжение в электрической сети, откуда происходит питание, в вольтах (В).
Другой способ определить требуемый номинал вставки — посмотреть его в специальной таблице, где указывается, какой стандартный предохранитель используется для той или иной максимальной мощности прибора:
- 10 Вт — 0,1 А
- 50 Вт — 0,25 А
- 100 Вт — 0,5 А
- 150 Вт — 1 А
- 250 Вт — 2 А
- 500 Вт — 3 А
- 800 Вт — 4 А
- 1000 Вт — 5 А
- 1200 Вт — 6 А
- 1600 Вт — 8 А
- 2000 Вт — 10 А
- 2500 Вт — 12 А
- 3000 Вт — 15 А
- 4000 Вт — 20 А
- 6000 Вт — 30 А
- 8000 Вт — 40 А
- 10000 Вт — 50 А
Но во многих ситуациях заменить предохранитель на новый не получается. Например, когда перегорел плавкий элемент в автомобильной электрике, а вы находитесь далеко от магазинов, где можно купить замену. В этом случае стоит знать, что практически любой вышедший из строя предохранитель можно «реанимировать». Ведь в большинстве случаев единственное, что отличает рабочий элемент от нерабочего — это перегоревшая медная проволока. А ее всегда можно заменить, причем не меняя технических характеристик самого изделия. Главное условие — сохранение диаметра проволоки, тогда прибор будет работать, как прежде.
Как определить номинал предохранителя по корпусу и на плате
Прежде чем поменять что-то испортившееся, необходимо понять, что же все-таки испортилось. В нашем случае перегорело. Надеяться здесь стоит только на надписи на самой плате или на предохранителе, ибо другие методы узнать какой же это был номинал предохранителя весьма зыбки и безосновательны. Ведь исправный предохранитель ничего и не покажет как нулевое сопротивление, а неисправный обрыв. При этом не отдавать же его на анализ в лабораторию, дабы узнать какой это был материал. Смотрим примеры обозначения предохранителей на плате и SMD элементов. Кстати, иногда вместо предохранителя могут использовать даже резистор.
Как отремонтировать предохранитель.
При промышленном изготовлении предохранителей используются проволоки из различных материалов (медь, алюминий, олово, свинец, никель, серебро и т.д.) — все зависит от величины тока и требований к скорости реакции устройства при превышении номинала.
При ремонте вставки возможен только один вариант — использование проволочки из красной меди. Найти такую проволочку совсем не сложно — наверняка, у любого мастера имеются небольшие отрезки проводов, оставшиеся после прокладки или ремонта электропроводки.
Главная задача — правильно определить диаметр проволоки, исходя их номинала предохранителя. Если этот параметр определить по самому элементу не удается (например, цифра стала нечитаемой), за основу берется мощность прибора. При этом необходимо соблюдать одно важное правило — предельно допустимый ток вставки должен быть больше тока, требующегося прибору при работе в максимальном режиме. Например, если изделие рассчитано на максимальный ток в 1 ампер, то выбирается защитный элемент на 2 ампера. После того как вы определитесь с номиналом предохранителя, следует выбрать диаметр проволоки с помощью следующих данных:
- для предохранителя на ток 0,25 А требуется проволока диаметром 0,02 мм;
- предохранитель 0,5 А — диаметр проволоки 0,03 мм;
- 1 А — 0,05 мм;
- 2 А — 0,09 мм;
- 3 А — 0,11 мм;
- 5 А — 0,16 мм;
- 7 А — 0,20 мм;
- 10 А — 0,25 мм;
- 15 А — 0,33 мм;
- 20 А — 0,40 мм;
- 25 А — 0,46 мм;
- 30 А — 0,52 мм;
- 35 А — 0,58 мм;
- 40 А — 0,63 мм;
- 45 А — 0,68 мм;
- 50 А — 0,73 мм;
- 60 А — 0,83 мм;
- 70 А — 0,91 мм.
Следующим этапом надо определить диаметр имеющейся у вас проволоки. Для этого существует специальный инструмент — микрометр. Но назвать его очень распространенным сложно. Как правило, имеется он только у мастеров, занимающихся такой работой профессионально. Определить диаметр проволоки можно и с помощью обычной линейки. Для этого на линейку надо плотно намотать несколько витков проволоки (она должна занимать не меньше 1 см), а потом разделить количество закрытых миллиметров на количество витков. В результате получится диаметр проволоки. Если длина имеющегося отрезка не позволяет сделать намотку прямо на линейку, воспользуйтесь любым другим предметом — например, карандашом или спичкой.
После этого можно приступать непосредственно к ремонту предохранителя. Самым простым способом является зачистка проволоки и намотка ее на металлические колпачки трубчатой вставки. Требуется сделать несколько витков, чтобы проволока держалась прочно. Правда, этот способ сложно назвать очень надежным, и чаще всего им пользуются, когда хотят проверить, исправен ли сам прибор. Если после установки такого элемента в цепь проволока перегорит, значит, прибор требует ремонта.
Более сложный, но и более надежный способ ремонта вставки заключается в следующем:
- прогреваем металлические колпачки с помощью газовой конфорки или обычной зажигалки и снимаем их со стеклянной колбы, придерживая ее аккуратно через ткань;
- если внутри колпачков остался клей, его надо удалить — это поможет сделать контакт более плотным;
- проволоку зачищаем и по диагонали пропускаем через колбу;
- надеваем колпачки.
Для того чтобы более надежно зафиксировать проволоку в колпачках, ее можно припаять, попустив через отверстия в торцах колпачков. В этом случае отремонтированный предохранитель не будет абсолютно ничем отличаться от заводского.
Каждый предохранитель выполняет функцию защиты электрических цепей и оборудования от перегревания при прохождении тока с показателями, значительно превышающими номинальные. Для того, чтобы правильно обеспечить надежную защиту необходимо заранее делать расчет плавких предохранителей. Данные элементы рассчитаны на эксплуатацию в самых различных условиях, поэтому требуется их индивидуальный подбор для каждого конкретного случая.
Расчет и подбор медной проволоки под плавкий предохранитель
Ну хорошо, с номиналом разобрались, теперь бы подобрать такую проволоку, которая могла бы заменить сгоревший предохранитель. Этот вариант приоритетен в тех случаях, когда просто нет под замену аналогичного плавкого предохранителя. Для того чтобы подобрать проволоку нужного диаметра, необходимо обратиться к форме ниже. В этом случае вы сможете сориентироваться с тем током и диаметром проволоки, в зависимости от материала, что пойдет именно вам.
| Ток защиты предохранителя, Ампер | 0,25 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 10.0 | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | |
| Диаметр проволоки, мм | Медной | 0.02 | 0.03 | 0.05 | 0.09 | 0.11 | 0.16 | 0.20 | 0.25 | 0.33 | 0.40 | 0.46 | 0.52 | 0.58 | 0.63 | 0.68 |
| Алюминиевой | — | — | 0.07 | 0.10 | 0.14 | 0.19 | 0.25 | 0.30 | 0.40 | 0.48 | 0.56 | 0.64 | 0.70 | 0.77 | 0.83 | |
| Стальной | — | — | 0.32 | 0.20 | 0.25 | 0.35 | 0.45 | 0.55 | 0.72 | 0.87 | 1.00 | 1.15 | 1.26 | 1.38 | 1.50 | |
| Оловянной | — | — | 0.18 | 0.28 | 0.38 | 0.53 | 0.66 | 0.85 | 1.02 | 1.33 | 1.56 | 1.77 | 1.95 | 2.14 | 2.30 | |
Однако это все справочные материалы. А вот для того чтобы сделать подбор проволоки универсальным, можно воспользоваться формулой.
где I пр – ток защиты предохранителя, А; d – диаметр медной проволоки, мм.
Обратите внимание, что она верна для меди! Если у вас нет такого диаметра, то придется собирать проводник из нескольких меньших. Здесь надо понимать, что каждый из проводников будет работать параллельно, а значит ток будет падать соизмеримо количеству взятых проводников. Чтобы было легче прикинуть ток, диаметр и количество проводников, можно воспользоваться калькулятором.
| Онлайн калькулятор для расчета диаметра медной проволоки в зависимости от тока | |
| Введите величину максимального тока, A: | |
Теперь же пару слов о типовых номиналах предохранителей и случае, если номинал предохранителя первоначально не удалось установить.
Группы предохранителей
Одним из средств защиты бытовой техники и оборудования, а также кабелей и проводов служат плавкие вставки или предохранители. Они обеспечивают надежную защиту от скачков напряжения в сети и . Существуют различные конструкции и типы этих устройств, рассчитанные на любые токи.
До недавнего времени плавкие предохранители вставлялись в пробки и являлись единственной защитой квартиры или частного дома. В современных условиях их сменили более надежные защитные устройства многоразового использования — автоматические выключатели. Тем не менее, предохранители не потеряли своей актуальности и в настоящее время. Они устанавливаются в различные приборы и в автомобили, защищая приборы и электрооборудование от любых негативных последствий.
Предохранители делятся на следующие основные группы:
- Общего назначения
- Быстродействующие
- Защищающие полупроводниковые приборы
- Для защиты трансформаторов
- Низковольтные
Для того, чтобы произвести правильные расчеты, и определить, какие нужны плавкие вставки, рекомендуется учитывать все основные параметры, от которых зависит характеристика предохранителя.
Основным показателем является , значение которого связано с геометрическими и теплофизическими параметрами. При этом, учитывается потеря мощности и превышение на выводах температурного режима. Общая величина тока для предохранителя зависит от номинального тока плавкой вставки. Величина номинального тока для основания определяется таким же показателем плавкой вставки, установленной в предохранителе.
Ремонт трубчатого предохранителя, выбор диаметра проволоки
В современных электроприборах повсюду встречаются предохранители, или если говорить «по научному» — плавкие вставки. Они обеспечивают защиту сети и собственно самого прибора от коротких замыканий или перегрузки. Конструкция плавких вставок самая разнообразная, как и размеры. Номинальные токи и напряжения на которые выпускаются предохранители соответствуют стандартным значениям. От величины номинального напряжения предохранителя зависят его габаритные размеры, а именно длина, чем выше номинальное напряжение предохранителя тем больше расстояние между контактами. Номинальный ток определяется сечением проволоки внутри предохранителя.
Хотя в более дорогих устройствах уже можно встретить и самовосстанавливающиеся электрические предохранители, большинство приборов по-прежнему оснащены обычными предохранителями.
Принцип действия плавких предохранителей
Принцип действия одноразовых защитных устройств очень простой. Внутри каждого из них находится калиброванная проволока, соединяющая контакты. Если значение тока не превышает предельно допустимых норм, происходит ее нагрев примерно до 70 градусов. Когда электрический ток превышает установленный номинал, нагрев проволоки существенно увеличивается. При определенной температуре она начинает плавиться, в результате чего происходит разрыв электрической цепи. Перегорание проводка происходит практически мгновенно. Из-за этого предохранители и получили свое название — плавкая вставка.
В разных конструкциях плавкой вставки предохранителя подбирается таким образом, чтобы срабатывание происходило при установленном значении тока. В процессе эксплуатации плавкие предохранители периодически выходят из строя и подлежат замене. Как правило их не ремонтируют, однако многие домашние мастера вполне успешно проводят их реставрацию.
Поскольку перегорает лишь сама проволока, а корпус остается целым, необходимо заменить ее и устройство продолжит выполнять свои функции. Новые технические характеристики зачастую не только не уступают старому прибору, но и во многом превосходят его, поскольку качество ручной сборки всегда выше заводской. Основным условием является правильный выбор материала проводника и расчет его сечения.
Расчет плавких вставкок для предохранителей
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 |
Общие правила расчета
Для того, чтобы сделать правильный расчет плавких вставок предохранителей, необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть таким, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Основным показателем служит минимальное напряжение, предусмотренное для основания и плавкой вставки.
Еще один важный показатель, который должен учитываться при расчетах — напряжение отключения. Этот параметр заключается в мгновенном значении напряжения, появляющегося после срабатывания самого предохранителя или плавкой вставки. Как правило, в расчет принимается максимальное значение этого напряжения.
Кроме того, в обязательном порядке учитывается ток плавления, от которого зависит , установленной внутри. Когда выполняется расчет плавкой вставки предохранителя, для каждого металла этот показатель имеет собственное значение и выбирается с помощью таблицы или калькулятора. Материал и размер вставок должен обеспечить требуемые защитные характеристики. Длина вставки не может быть слишком большой, поскольку это влияет на гашение дуги и общие температурные характеристики.
Расчетная мощность нагрузки обычно указывается в маркировке изделия. В соответствии с этим параметром выполняется расчет номинального тока предохранителя по формуле: Inom = Pmax/U, в которой Inom является номинальным током защиты, Pmax — максимальная мощность нагрузки, а U — напряжение питающей сети.
Калькулятор расчета диаметра провода для плавких вставок предохранителей
Роль проводника в предохранителе выполняет плавкая вставка, которая при нормальном рабочем токе обеспечивает достаточную проводимость. Но, в случае чрезмерного превышения этого параметра, происходит перегрев с дальнейшим пережогом плавкой вставки.
Подбирается плавкая вставка как по типу защищаемой нагрузки, так и в соответствии с величиной номинального тока. Основным ее параметром является сечение, которое можно рассчитать следующим способом.
Теплота, выделяемая при перегорании проволоки рассчитывается по формуле:
где I – сила тока в проводнике, R – сопротивление, t – время протекания (как правило, выбирается от 0,2 до 2 секунд, в зависимости от защищаемого оборудования).
Также количество теплоты можно выделить через массу проводника, при этом:
где λ – удельная теплота плавления (выбирается из таблицы 1), а m – масса проволоки.
| Металл | Удельная теплота плавления | Металл | Удельная теплота плавления | ||
| кДж/кг | кал/г | кДж/кг | кал/г | ||
| Алюминий | 393 | 94 | Платина | 113 | 27 |
| Вольфрам | 184 | 44 | Ртуть | 12 | 2,8 |
| Железо | 270 | 64,5 | Свинец | 24,3 | 5,8 |
| Золото | 67 | 16 | Серебро | 87 | 21 |
| Магний | 370 | 89 | Сталь | 84 | 20 |
| Медь | 213 | 51 | Тантал | 174 | 41 |
| Натрий | 113 | 27 | Цинк | 112,2 | 26,8 |
| Олово | 59 | 14 | Чугун | 96-140 | 23-33 |
Из этих формул можно вывести равенство:
Массу круглой проволоки можно вычислить по формуле:
где, π – константа, d – диаметр проволоки, l – длина проволоки, ρ – плотность металла
Если подставить значение массы и вывести диаметр, получим следующую формулу:
если принять, что R = ( ρ * l ) / s, где s — это сечение проводника, тогда получим:
Чтобы избежать утомительных расчетов и изнурительной работы с таблицами для вычисления диаметра плавкой вставки, гораздо удобнее воспользоваться онлайн калькулятором. В котором вам необходимо указать материал проволоки и допустимую величину тока.
Выбираем диаметр провода предохранителя – разбираем все тонкости вопроса
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.
Расчет предохранителя из медной проволоки
Для правильного расчета предохранителей необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть таким, чтобы предохранитель разорвал электрическую цепь. Главный показатель – минимальное ожидаемое напряжение для базы и предохранителя.
Еще один важный показатель, который необходимо учитывать при расчетах, – это напряжение отключения. Этот параметр представляет собой мгновенное значение напряжения, которое появляется после сгорания самого предохранителя или предохранителя. Как правило, учитывается максимальное значение этого напряжения.
Кроме того, учитывается ток плавления, от которого зависит диаметр установленной внутри проволоки. При расчете предохранителя этот показатель имеет свое значение для каждого металла и подбирается с помощью таблицы или калькулятора. Материал и размеры вставок должны обеспечивать требуемые защитные свойства. Длина вставки не должна быть чрезмерной, поскольку это влияет на гашение дуги и общие температурные характеристики.
Номинальная мощность нагрузки обычно указывается на этикетке продукта. На основе этого параметра номинальный ток предохранителя рассчитывается по формуле: Inom = Pmax / U, где Inom – номинальный ток защиты, Pmax – максимальная мощность нагрузки, а U – напряжение питания.
Формула для расчета диаметра медной проволоки для предохранителя
Чтобы определить более точные значения диаметра медного провода для ремонта предохранителя, или если нужен предохранитель на ток защиты, значение которого нет в таблице, можно воспользоваться следующей формулой.
Формула расчета диаметра медной проволоки для ремонта предохранителей
где это находится
I пр – ток защиты предохранителя, А;
d – диаметр медной проволоки, мм.
Видео: Простой расчет и изготовление предохранителей
Выбор диаметра проволоки и ремонт предохранителя
Ну а теперь перейдем к основной проблеме нашей статьи – выбору диаметра и самому ремонту. Начнем с первого.
Выбор диаметра проводника
Диаметр жилы в предохранителях четко рассчитан. При замене необходимо установить проводник того же диаметра. В противном случае предохранитель не будет выполнять свою функцию защиты электрической сети.
- Это можно сделать несколькими способами. Проще всего взять сечение провода для предохранителя, а таблица стандартных значений позволит вам сделать свой выбор. Для этого достаточно измерить диаметр проволоки.
- Диаметр проволоки можно измерить штангенциркулем или даже обычной линейкой. Если диаметр плавкой проволоки слишком мал, измерения можно произвести следующим образом. Намотаем нить на любой мелкий предмет: зажигалку, карандаш, ручку.
Читайте также: Сцепление в технике: определение, назначение, примеры использования
- Для большей точности измерения рекомендуется выполнить 10-20 оборотов. Катушки делаем максимально плотными, чтобы исключить пространство между ними. Затем измеряем диаметр всех витков. Разделите полученное значение на количество витков. К лицевому диаметру провода предохранителя.
Примечание! При использовании этого метода измерения диаметра у вас, вероятно, будет небольшая ошибка, связанная с недостаточной плотностью катушки. Поэтому полученное число округляется до ближайшего меньшего.
- Расчет предохранителя из медной проволоки также можно выполнить для значений, не указанных в таблице. Для этого нам нужно знать требуемый ток предохранителя и материал провода.
- Для расчета диаметра медной проволоки для предохранителя до 7А следует воспользоваться следующей формулой. В этой формуле d – расчетный диаметр, Ipl – требуемый ток предохранителя, k – коэффициент, учитывающий материал провода. Для меди это 0,034.
- Если вы хотите своими руками рассчитать диаметр провода для вставки на номинал больше 7А, то следует воспользоваться следующей формулой. В этой формуле m – коэффициент, учитывающий материал проволоки. Для меди это 80.
- Если толщина провода для предохранителя после расчета или подбора по таблице окажется такой, что ее нет в наличии. Тогда вы сможете получить необходимый диаметр, соединив несколько проводов разного сечения. Хотя этот вариант немного хуже.
Ремонт предохранителей
Установка вместо калиброванного предохранителя в провод предохранителя в простонародье называется “жучковой” установкой. Любой «жучок» по правилам ПУЭ недопустим, так как не всегда способен качественно защитить электроустановку.
Однако этот метод ремонта предохранителей применяется довольно часто. Особенно когда под рукой нет запасного предохранителя.
- Установка жучка вместо предохранителя зависит от его типа. Если это трубчатый предохранитель на большой номинальный ток, то такие изделия обычно имеют разборную конструкцию, как на видео.
- То есть предохранитель можно открутить. Удалите перегоревший предохранитель и замените его предохранителем из медной проволоки.
- С изделиями меньшего номинала все немного сложнее. Их обычно делают неразлучными, над чем придется повозиться.
- Если у вас есть предохранитель из стеклянной или керамической трубки, у них обычно есть металлические концы. Для установки «жучка» их нужно просверлить с двух сторон и в получившуюся полость вставить нашу направляющую. Рекомендуется припаивать отверстие вместе с проводником.
- Чуть сложнее сделать ремонт своими руками с ножевыми предохранителями. Здесь не получится просверлить отверстие, так как необходимо закрепить резьбу на скрытые под корпусом ножи. В этом случае отрезок провода предохранителя на 10 А или другого номинала подключается непосредственно к ножам перед корпусом. И тут устанавливается предохранитель.
Примечание! Этот метод намного опаснее. Потому что, когда нить подгорает, она может попасть на соседнее оборудование. Это не может вызвать возгорания, но может повредить оборудование.
- по этим причинам наши инструкции не рекомендуют наматывать провод непосредственно на контакты держателя предохранителя. То же касается намотки провода на корпус трубчатого предохранителя.
Как подобрать силовую проводку
Кабель питания должен подходить к системе, от которой он питается. Если кабель будет недостаточно толстым, будут большие потери, то есть «отходы», как сейчас принято называть это явление. Это связано с тем, что кабель имеет сопротивление, хоть и бесконечно малое.
он действительно очень маленький, около 0,3 – 0,8 Ом на км длины кабеля. Но он все еще существует и при больших токах в линии потери могут быть заметны.
Подбор сечения кабеля
Чтобы выбрать кабель нужного сечения, ничего рассчитывать не нужно. Очевидно, что можно установить потребляемый ток, допустимое поглощение, например, ток в системе составляет 100 А, а поглощение не превышает 0,5 В, и рассчитать необходимое сечение кабеля с учетом длины линии. Это необязательно. Существует старое эмпирическое правило выбора силовых кабелей, которое для простоты называется «пять ампер на квадрат»:
Он основан на том, что длина линии от источника до пользователей (до усилителей) не превышает 5 м. Это 99% всех случаев. Что означает это правило? Это норма для плотности тока. При плотности тока пять ампер на квадратный миллиметр потери на кабеле длиной до 5 метров будут не более 0,5 В. В частности, не более 0,5, это важный, максимум, нерабочий ток.
Как пользоваться этим правилом? Возьмите усилитель и посмотрите, какой у него номинал предохранителя. Если их много, считайте общий номинал. Если у вас несколько усилителей и вы собираетесь питать их одним кабелем, добавьте их предустановленные значения. Возьмем полученный результат за максимальное потребление тока. Настоящий рабочий будет значительно меньше. Делим максимальный ток на 5 и получаем необходимое сечение кабеля («5 А на 1 кВ мм).
Далее берем следующий по величине стандартный размер кабеля. У нас есть усилитель Oris TA-150.4 с предохранителем на 100А. Обычно производитель предоставляет запас в 10-20% при выборе предохранителя. Примите максимальный ток 100А. Делим 100 на 5, получаем 20 квадратов. Для питания такого усилителя потребуется кабель сечением не менее 20 квадратных мм. Мы выбираем следующее стандартное сечение кабеля: 25 кв. Все. Для питания усилителя Oris TA-150.
4 нужен и достаточен кабель сечением 25 квадратных миллиметров. Можно использовать кабель больше размера сечения, хуже не будет. Будет лучше? Практика показывает, что если взять кабель на два и более размера больше, то точно не будет лучше. Однако потери в кабеле стремятся к нулю.
Используя правило «пять ампер на квадрат», выберите необходимое сечение провода или на размер больше. Не рекомендуется покупать более толстый кабель.
Prosad не просто живет по кабелю. И, например, еще и на предохранителе.
Подбор предохранителя
Предохранитель на линии питания должен быть обязательным и должен быть установлен рядом с источником питания. В аварийной ситуации он должен защищать блок питания от короткого замыкания. Что бы ни случилось, кабель был изношен и закорочен на массу, либо усилитель перегорел и каким-то образом закоротил его. Предохранитель должен перегореть, чтобы предотвратить возгорание проводки.
Принцип действия предохранителя прост и основан на законе Ома для замкнутой цепи.
Где Un – падение напряжения между элементами системы: на проводке, во-первых, на самом усилителе и т.д.
Все это своего рода просадки, но мы не называем это падением напряжения на усилителе. Величина падения напряжения на прямой зависит от сопротивления элемента системы и всегда во много раз меньше падения напряжения на главном звене, усилителе. Пока все хорошо, потери на кабеле и на предохранителе не значительны, все работает. А теперь представим, что произошла какая-то чрезвычайная ситуация. Короткое замыкание в проводке.
Из всех элементов системы, подключенных к источнику питания (аккумулятору), остался только шнур питания и предохранитель (из системы выпал усилитель). И вся его энергия будет рассеиваться прямо на кабеле и на передней панели. Что сгорит первым, нить или первым? Чтобы предохранитель сгорел, просадка на нем должна быть намного больше. Так будет стабильно работать. Поэтому подбирать предохранитель нужно строго по кабелю.
Не от потребления тока, а от сечения кабеля.
Номинал предохранителя также выбирается в соответствии с правилом «пять ампер на квадрат». Только в обратном направлении. Допустим, вам нужно выбрать предохранитель для кабеля сечением 25 квадратов, который питает тот же усилитель Oris TA-150.4 Умножая 25 на 5, получаем требуемую мощность 125А. Следующее по величине значение – 150А.
Если силовая разводка подобрана по описанному правилу, система работает стабильно, с хорошим запасом, а в случае короткого замыкания предохранитель срабатывает четко. Потери в кабелях и предохранителях очень низкие. Не обходите предохранитель. Иногда это делается на соревнованиях, чтобы уменьшить просадку. Но в повседневной жизни нам это совершенно не нужно.
Типы плавких предохранителей
По назначению и конструкции предохранители бывают следующих типов:
- Вилка (в основном используется для защиты кабелей и электрических устройств в автомобилях);
- С слаботочными вставками для защиты электроприборов с потреблением тока до 6 ампер;
- Пробковые (устанавливаются в экранах жилых домов, рассчитаны на токи защиты до 63 ампер);
- Ножевого типа (применяется в промышленности для защиты сетей с током потребления до 1250 ампер);
- Газогенерация;
- Кварц.
Рассматриваемая в статье технология ремонта предназначена для восстановления вилки, с использованием слаботочных вставок, пробковых и ножевых предохранителей.
Трубчатые плавкие предохранители
Предохранитель трубчатой конструкции представляет собой стеклянную или керамическую трубку, закрытую на концах металлическими колпачками, которые соединяются между собой проволокой калиброванного диаметра, проходящей через внутреннюю часть трубки. Как выглядят трубчатые предохранители, вы можете увидеть на фото.
Проволока точечно приваривается к шляпкам или приваривается. В предохранителях, рассчитанных на очень большие токи, полость внутри трубки часто заполняется кварцевым песком.
Автомобильные плавкие предохранители
Автомобильные предохранители выходят из строя редко. Обычно только в тех случаях, когда оборудование выходит из строя. Очень часто при перегорании лампочек возле фар. Дело в том, что при обрыве нити накаливания колбы образуется гальваническая дуга, нить сгорает и укорачивается, сопротивление резко падает, а сила тока многократно возрастает.
Бывает, что при заклинивании дворников перегорает автомобильный предохранитель. Реже при коротких замыканиях в проводке. На фото вы можете увидеть часто используемые предохранители автомобильных ножей. Под каждым предохранителем указан его ток защиты в амперах.
Перегоревший предохранитель в автомобиле следует заменить предохранителем того же номинала, но вы также можете исправить это, заменив перегоревший предохранитель медным проводом соответствующего диаметра. Напряжение бортовой сети автомобиля значения не имеет. Главное – соответствие тока защиты. Если сложно определить номинал перегоревшего автоматического предохранителя, можно использовать цветовую кодировку.
Цветовая маркировка автомобильных предохранителей
| 5.0 | 7,5 | 10.0 | 15.0 | 20,0 | 25,0 | 30,0 | 40,0 | 60,0 | 70,0 |
Самодельная плавкая встака из проводника ,выбор по сечению
Ни в коем случае нельзя принимать самостоятельное производство предохранителей ЗА НОРМАЛЬНОЕ. Монтаж таких изделий можно считать ВРЕМЕННОЙ МЕРой.
Диаметры медного провода для предохранителя
| Диаметр, мм | Ток, А | Диаметр, мм | Ток, А |
| Ø 0,05 мм | 0,6 А | Ø 0,71 мм | 47,8 А |
| Ø 0,063 мм | 1,25 А | Ø 0,75 мм | 52 А |
| Ø 0,071 мм | 1,5 А | Ø 0,8 мм | 57,2 А |
| Ø 0,08 мм | 1,8 А | Ø 0,85 мм | 62,7 А |
| Ø 0,09 мм | 2,1 А | Ø 0,9 мм | 68,3 А |
| Ø 0,1 мм | 2,5 А | Ø 0,95 мм | 68,6 А |
| Ø 0,112 мм | 3 А | Ø 1.0 мм | 80 А |
| Ø 0,124 мм | 3,5 А | Ø 1,06 мм | 87,3 А |
| Ø 0,14 мм | 4,2 А | Ø 1,12 мм | 94,8 А |
| Ø 0,16 мм | 5,1 А | Ø 1,18 мм | 102,5 А |
| Ø 0,17 мм | 5,6 А | Ø 1,25 мм | 111,8 А |
| Ø 0,18 мм | 6,1 А | Ø 1,32 мм | 121,3 А |
| Ø 0,2 мм | 7,1 А | Ø 1,4 мм | 132,5 А |
| Ø 0,224 мм | 8,4 А | Ø 1,45 мм | 139,7 А |
| Ø 0,25 мм | 10 А | Ø 1,50 мм | 147 А |
| Ø 0,28 мм | 11,8 А | Ø 1,6 мм | 161,9 А |
| Ø 0,315 мм | 14,1 А | Ø 1,7 мм | 177,3 А |
| Ø 0,335 мм | 15,5 А | Ø 1,8 мм | 193,2 А |
| Ø 0,355 мм | 16,9 А | Ø 1,9 мм | 209,5 А |
| Ø 0,4 мм | 20,2 А | Ø 2,0 мм | 226,2 А |
| Ø 0,45 мм | 24,1 А | Ø 2,12 мм | 247 А |
| Ø 0,5 мм | 28,2 А | Ø 2,24 мм | 268,2 А |
| Ø 0,56 мм | 33,5 А | Ø 2.36 мм | 290 А |
| Ø 0,63 мм | 40 А | Ø 2,5 мм | 316,2 А |
| Ø 0,67 мм | 43,7 А |
Для ремонта предохранителей на ток защиты от 0.25 до 50А
| Токовая защита предохранителя, Ампер | 0,25 | 0,5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 10.0 | 15.0 | 20,0 | 25,0 | 30,0 | 35,0 | 40,0 | 45,0 | 50,0 | |
| Диаметр проволоки, мм | Медь | 0,01 | 0,02 | 0,04 | 0,07 | 0,10 | 0,18 | 0,20 | 0,25 | 0,32 | 0,39 | 0,46 | 0,52 | 0,58 | 0,63 | 0,68 | 0,73 |
| Алюминий | — | — | 0,07 | 0,10 | 0,14 | 0,19 | 0,25 | 0,30 | 0,40 | 0,48 | 0,56 | 0,64 | 0,70 | 0,77 | 0,83 | 0,89 | |
| Сталь | — | — | 0,32 | 0,20 | 0,25 | 0,35 | 0,45 | 0,55 | 0,72 | 0,87 | 1,00 | 1,15 | 1,26 | 1,38 | 1,50 | 1,60 | |
| Оловянный | — | — | 0,18 | 0,28 | 0,38 | 0,53 | 0,66 | 0,85 | 1.02 | 1,33 | 1,56 | 1,77 | 1,95 | 2,14 | 2.30 | 2,45 |
Для ремонта предохранителей на ток защиты от 60 до 300А
| Токовая защита предохранителя, Ампер | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 120 | 160 | 180 | 200 | 225 | 250 | 275 | 300 | |
| Диаметр проволоки, мм | Медь | 0,82 | 0,91 | 1,00 | 1.08 | 1,15 | 1,31 | 1,57 | 1,72 | 1,84 | 1,99 | 1.14 | 2,20 | 2,40 |
| Алюминий | 1,00 | 1,10 | 1,22 | 1,32 | 1,42 | 1,60 | 1,94 | 2,10 | 2,25 | 2,45 | 2,60 | 2,80 | 2,95 | |
| Сталь | 1,80 | 2,00 | 2,20 | 2.38 | 2,55 | 2,85 | 3.20 | 3,70 | 4,05 | 4,40 | 4,70 | 5.0 | 5.30 | |
| Оловянный | 2,80 | 3.10 | 3,40 | 3,65 | 3,90 | 4,45 | 4,90 | 5,80 | 6.20 | 6,75 | 7,25 | 7,70 | 8.20 |
Замена предохранителя
При замене предохранителя во избежание поражения электрическим током обязательно отключите электроприбор от сети!
Есть такое негласное правило, если после второй замены предохранитель снова перегорит, ищите неисправность в самом электроприборе. Значит, необходимо отремонтировать электроприбор.
Никогда не устанавливайте предохранитель на больший ток, такие попытки обязательно приведут к еще большему повреждению устройства, вплоть до его непоправимости!
Будьте осторожны при покупке нового предохранителя. Правильно определите тип и текущий рейтинг кандидата на замену. Лучше всего приобретать электронные компоненты у проверенных поставщиков, которые гарантируют качество продукции, таких как Conrad Electronic.
Ремонт предохранителя
Обычные люди думают, что предохранители не подлежат ремонту, но на самом деле это не так. Большинство типов предохранителей можно отремонтировать и дать им второй, третий и так далее. Корпус предохранителя, как правило, очень редко разрушается, внутри перегорает провод, и ремонт заключается в его замене. Основная задача в этом случае – использовать провод аналогичный предохранителю.
Если вам нужно очень быстро заменить предохранитель и под рукой не оказалось запчастей, можно воспользоваться следующим методом:
Снимите краску и лак с проволоки подходящего диаметра (снимите ее до блеска) и намотайте несколько витков на каждый контакт предохранителя, затем вставьте предохранитель в держатель. Этот метод в простонародье называется – «жучок». С его помощью можно очень быстро проверить исправность устройства, но это ненадежно и может использоваться как временное решение проблемы.
Следующий способ, так называемый «заводской». Для ремонта вам понадобится паяльник и, возможно, дремель или отвертка, но предохранитель после ремонта будет выглядеть так, как будто он только что вышел с завода.
Нагрейте концы контактов чашки с помощью паяльника и освободите отверстия на концах припоя, используя зубочистку или что-то подобное. Бывает, что отверстия слишком маленькие или совсем отсутствуют, поэтому их нужно просверлить. Используйте сверло малого диаметра 1-2 мм.
Проденьте провод подходящего диаметра через отверстия и припаяйте его к контактам чашки.
Расчет диаметра проволоки плавкого предохранителя
Для ремонта предохранителя нужно заменить перегоревший провод. При производстве предохранителей на заводах в зависимости от величины силы тока и скорости используются калиброванное серебро, медь, алюминий, никель, олово, свинец и провода из других металлов.
Для изготовления плавкого предохранителя в вашем доме доступна только красная медь калиброванного диаметра. Все электрические провода сделаны из меди, и чем эластичнее провод, тем тоньше проводники внутри него и тем больше их количество. Поэтому вся предлагаемая ниже технология ориентирована на использование медной проволоки.
Выбирая предохранитель для техники, разработчики руководствуются простым законом. Сила тока предохранителя должна быть выше максимальной потребляемой мощности изделия. Например, если максимальный ток потребления усилителя составляет 5 ампер, предохранитель выбирается на 10 ампер. Первое, что нужно найти на корпусе предохранителя, – это его маркировка, по которой можно узнать, на какой ток он рассчитан. Часто текущее значение написано на корпусе изделия, рядом с местом установки предохранителя. Затем по таблице ниже определите, какого диаметра вам понадобится проволока.
Принцип действия плавких предохранителей
Принцип работы одноразовых защитных устройств очень прост. Внутри каждого из них есть калиброванный провод, соединяющий контакты. Если текущее значение не превышает предельно допустимых норм, он нагревается примерно до 70 градусов. Когда электрический ток превышает указанное значение, нагрев проволоки значительно увеличивается. При определенной температуре он начинает плавиться, вызывая разрыв электрической цепи. Прогорание проводки происходит практически мгновенно. По этой причине предохранители получили свое название – плавкая вставка.
/>
В различных конструкциях предохранителей предохранитель подбирается таким образом, чтобы срабатывание происходило при установленном значении тока. В процессе эксплуатации предохранители периодически выходят из строя и подлежат замене. Как правило, их не ремонтируют, но многие домашние мастера вполне успешно их восстанавливают.
Поскольку сгорает только сам провод, а корпус остается целым, его необходимо заменить, и прибор продолжит выполнять свои функции. Новые технические характеристики зачастую не только не уступают старому устройству, но и во многом его превосходят, так как качество ручной сборки всегда выше заводской. Главное условие – это правильный выбор материала проводника и расчет его сечения.
Причины перегорания предохранителей
Начнем с самого главного – причин перегоревших предохранителей. Ведь так ничего не происходит и перед тем, как вставлять «жучок», необходимо определить причины поломки предохранителя.
Их может быть несколько:
Плавкие вставки. Как выбрать и расчет тока. Работа и применение
Предохранители: электрические элементы для защиты оборудования от короткого замыкания и перенапряжения путем отключения питания при превышении предельных значений токовых нагрузок. Размыкание контура происходит за счет оплавления страховочной проволоки определенной толщины. Промышленности известно несколько типов этих устройств. Все они отличаются внутренними и внешними конструктивными особенностями и работают по одному принципу.
Сейчас для защиты электрооборудования в квартире используются более практичные автоматы многоразового использования, однако одноразовые плавкие вставки по-прежнему встречаются в пробках. Особенно актуальны они для помещений временных и старых построек, где установка эффективных современных щитов экономически неоправданна. В бытовой технике до сих пор нет альтернативы классическому предохранителю.
Плавкие вставки также широко используются в промышленности. От них может зависеть производительность всего завода или инженерной сети. Промышленные предохранители лучше не покупать с рук, с рынка или у непроверенных организаций. Мудрое решение – обратиться к профессионалам электроники, например, в интернет-магазине Conrad.ru. В таких делах скряга платит не дважды, а трижды
Выбираем диаметр провода предохранителя – разбираем все тонкости вопроса
Самодельный предохранитель из медной проволоки может быть отличным временным способом заменить перегоревший предохранитель. Но если вы решитесь на это, крайне важно выбрать правильное сечение самого проводника, который вы будете использовать. Почему это важно, что вызывает перегорание предохранителей и как временно устранить этот недостаток, мы рассмотрим в нашей статье.
Как определить номинал предохранителя по корпусу и на плате
Прежде чем менять что-то, что пошло не так, нужно понять, что пошло не так. В нашем случае он перегорел. Остается надеяться только на надпись на самой плате или на предохранителе, потому что другие способы узнать, что это за предохранитель, очень нестабильны и необоснованны. Ведь исправный предохранитель покажет не что иное, как нулевое сопротивление, а плохой обрыв цепи. В то же время не сдавайте его в лабораторию на анализ, чтобы выяснить, что это был за материал. Давайте разберемся с примерами обозначения предохранителей на плате и SMD-элементах. Кстати, иногда вместо предохранителя можно использовать и резистор.
Расчёт проводников для плавких предохранителей
где: d – диаметр жилы, мм; k – зависящий от материала коэффициент жилы по таблице.
где: m – коэффициент, зависящий от материала проводника согласно таблице.
Формула (1) используется для малых токов (тонкие проводники d = (0,02–0,2) мм) и формула (2) для больших токов (толстые проводники). Таблица коэффициентов.
Диаметр проводника для использования в предохранителе рассчитывается по формулам: Для малых токов (тонкие проводники диаметром от 0,02 до 0,2 мм):
Для больших токов (толстые проводники):
Количество тепла, выделяемого на предохранителе, рассчитывается по формуле:
где: I – ток, протекающий по проводнику; R – сопротивление проводника; t – время, прошедшее срабатывание предохранителя под действием тока I.
Сопротивление предохранителя рассчитывается по формуле:
где: p – удельное сопротивление материала проводника; l – длина жилы; s – площадь поперечного сечения проводника.
Для упрощения расчетов сопротивление предполагается постоянным. Повышение сопротивления предохранителя из-за повышения температуры не учитывается.
Зная количество тепла, необходимое для плавления предохранителя, время плавления можно рассчитать по формуле:
где: W – количество тепла, необходимое для плавления предохранителя; I – термоядерный ток; R – сопротивление предохранителя.
Как выглядят и действуют предохранители из медной проволоки.
По внешнему виду предохранитель представляет собой стеклянную или керамическую колбу, внутри которой натянута калиброванная медная проволока. Присоединяется к контактам элементов, расположенных в металлических заглушках, сваркой или точечной сваркой. Диаметр провода зависит от силы тока, на которую рассчитан предохранитель. Колбу (трубку) изделия с большим номинальным током иногда заполняют кварцевым песком. По внешнему виду такие предохранители называют трубчатыми.
Другой распространенный тип этого устройства – автомобильные предохранители для ножей. В зависимости от текущего рейтинга они окрашиваются в разные цвета:
- 5 А – оранжевый;
- 7,5 А – коричневый;
- 10 А – красный;
- 15 А – синий;
- 20 А – желтый;
- 25 А – бесцветный (прозрачный);
- 30 А – зеленый;
- 40 А – фиолетовый;
- 60 А – синий;
- 70 А – черный.
Принцип работы вставки предельно прост. Загорается предохранитель, и по проводу начинает течь электрический ток. Это нагревает проволоку. Пока ток не превышает значение, установленное в предохранителе, температура провода остается на уровне около 70 градусов Цельсия. Как только значения тока превышают допустимые пределы, нагрев провода увеличивается до температуры плавления меди, он теряет целостность, тем самым разрывая электрическую цепь. Все это происходит очень быстро, практически за доли секунды. Именно из-за такого принципа действия предохранители с медным проводом называют предохранителями.
Есть несколько видов и типов подобных вставок. Но, тем не менее, все они действуют одинаково: медный провод, входящий в его состав, плавится, и ток прекращается.
очень важно понимать, что предохранитель «срабатывает» именно при превышении допустимого значения тока, но напряжение в сети при этом значения не имеет. Другими словами, один и тот же элемент может быть установлен в зарядном устройстве на 12 В, в однофазной сети и в трехфазной сети.
Конечно, может возникнуть вопрос: речь идет о том, что устройство защищает от скачков напряжения в сети и сразу заявляет, что напряжение для этого не важно, как такое возможно? На самом деле здесь достаточно вспомнить школьный курс физики, или закон Ома, который гласит, что ток в участке цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Другими словами, чем выше напряжение, тем выше ток, поскольку сопротивление проводника (медной проволоки определенного диаметра) все равно остается неизменным.
Вставка может сгореть не только из-за скачков напряжения в сети, то есть из-за превышения номинального тока, но и из-за неисправности внутри самого устройства, в котором она установлена. Вы можете сами определить причину выхода из строя вставки: если после двукратной замены элемент снова сгорит, неисправен сам прибор. Иногда возникает ситуация, когда причиной выхода из строя вставки является ее низкое качество, но это бывает редко.
Таблица изготовления предохранителя на любой ток
/>
Предохранитель защищает от сверхтоков в цепи, и независимо от напряжения электросети, в которой он установлен, это может быть аккумулятор 1,5 В, а автомобильный аккумулятор 12 В или 24 В, напряжение 220 В переменного тока, трехфазная сеть для 380 В. То есть можно установить один и тот же предохранитель, например, мощностью 1 А как в блоке предохранителей автомобиля, так и в фонарике и в распределительном щите на 380 В. Различаются все типы предохранителей только по внешнему виду и конструкции и работают по тому же принципу: при превышении установленного тока в цепи в предохранителе плавится проволока из-за нагрева.
Существует две основные причины выхода предохранителя из строя: скачки напряжения или неисправность самого радиооборудования. Редко, но случаются сбои предохранителя из-за его плохого качества.
Наиболее распространены предохранители. Они недорогие и простые в изготовлении, а в случае короткого замыкания в сети защищают проводку от возгорания.
При перегорании предохранителя (плавкой вставки) быстро замените его. Не всегда есть запасной предохранитель на необходимый ток. Самый простой способ – сделать предохранитель из провода соответствующего диаметра. Кроме того, расчет диаметра проволоки для необходимого тока плавления (защиты) можно выбрать из таблицы, в которой указаны значения для разных металлов. Каркас перегоревшего можно использовать как основу для крепления (пайки) предохранителя.
Ремонт трубчатого предохранителя, выбор диаметра проволоки
В современных электроприборах повсюду встречаются предохранители, или если говорить «по научному» — плавкие вставки. Они обеспечивают защиту сети и собственно самого прибора от коротких замыканий или перегрузки. Конструкция плавких вставок самая разнообразная, как и размеры. Номинальные токи и напряжения на которые выпускаются предохранители соответствуют стандартным значениям. От величины номинального напряжения предохранителя зависят его габаритные размеры, а именно длина, чем выше номинальное напряжение предохранителя тем больше расстояние между контактами. Номинальный ток определяется сечением проволоки внутри предохранителя.
Хотя в более дорогих устройствах уже можно встретить и самовосстанавливающиеся электрические предохранители, большинство приборов по-прежнему оснащены обычными предохранителями.
Общие понятия, знакомство с предохранителями трубчатой конструкции
Наиболее распространенные предохранители это так называемые, трубчатые. Они представляют из себя керамическую или стеклянную трубку с металлическими контактами-чашками с торцов. Эти чашки соединены между собой проволокой, сечение которой, как уже говорилось, определяет номинальный ток предохранителя. Этот ток указывается на трубке или одной из контактных частей предохранителя. Например: F0,5A – это значит, что данный предохранитель рассчитан на ток 0,5 ампера.
На электрических принципиальных схемах предохранитель обозначается прямоугольником с проходящей через него прямой линией. Рядом с условным графическим обозначением указывается его позиционное обозначение, например F1 (F – fuse, предохранитель по-английски); и если это не загромождает схему — номинальный ток, например 100 mA.
Описание принципа работы плавкой вставки (предохранителя)
Принцип работы предохранителя предельно прост. При протекании по проволоке, соединяющей контакты предохранителя, номинального тока, эта проволока разогревается до температуры около 70 ˚С. А вот при превышении тока, проволока разогревается сильнее, и при превышении температуры плавления – расплавляется, т.е. перегорает. Именно по этой причине предохранители еще называют – плавкими или плавкой вставкой. Чем выше ток, тем быстрее нагрев, тем быстрее происходит расплавление, а соответственно и перегорание предохранителя.
Таким образом все плавкие вставки работают на одном и том же принципе – превышение тока в цепи вызывает перегрев и расплавление проволоки внутри предохранителя и как следствие отключение этой цепи от источника питающей сети.
Существует две основных причины перегорания плавких вставок: броски напряжения питающей сети и возникшая неисправность внутри самого электроприбора.
Проверка предохранителя, индикатор неисправности предохранителя
Проверить плавкую вставку можно любой «прозвонкой» или тестером. Задача состоит в том, чтобы убедиться, что цепь предохранителя цела и способна проводить электрический ток.
Проверять предохранитель, во избежание поражения электрическим током, допускается только при отключенном электроприборе!
Кроме этого можно купить или самостоятельно изготовить индикатор перегорания предохранителя, который уведомит вас о том, что предохранитель перегорел.
Схема такого устройства чрезвычайно проста и представлена на следующем рисунке.
В параллель к контактам предохранителя, через токоограничивающий резистор R1 и диод VD1, для защиты от обратного напряжения, подключается светодиод HL1. Диод VD1 должен быть подобран из расчета обратного напряжения, превышающего сетевое. Для сети 220 В обратное напряжение для диода VD1 должно быть не менее 300 В, таким требованиям отвечает например диод 1N4004 или отечественный КД109Б.
Индикатор не светится, если предохранитель исправен, и светится в случае его перегорания.
Индикатор не светится если нагрузка отключена.
Такой схемой очень удобно дополнять блоки питания собственного изготовления.
Немного изменив (упростив) схему можно получить индикатор перегорания предохранителя на неоновой лампе, хотя она и не так эффективно смотрится как светодиод.
Подбор предохранителя по номинальной мощности электроприбора
После проверки предохранителя и определения, что он вышел из строя, необходимо его заменить. А для этого надо узнать его номинал, чтобы выполнить правильную замену.
Если вам известна мощность потребляемая электроприбором, обычно она указывается на шильде прибора, вы можете самостоятельно рассчитать номинальный ток предохранителя по следующей формуле:
Iном = Рмакс / Uном
Номинальный ток (Ампер) равен частному от максимальной мощности (Ватт) электроприбора деленной на номинальное напряжение сети (Вольт).
Например, сгорел предохранитель в телевизоре, разобрать, что указано на корпусе предохранителя, его номинал, не представляется возможным, но на шильде телевизора указана мощность потребления 150 ВА.
150 / 220 = 0,68, округляем до ближайшего большего стандартного значения – 1 А.
Обратите внимание, что при расчете номинального тока предохранителя вы получаете точное значение тока, которое может не соответствовать ряду номинальных токов предохранителей. Поэтому расчетное значение с учетом запаса 5% округляется до ближайшего стандартного значения.
Для простоты можно воспользоваться готовой таблицей, в которой приведены номиналы стандартных предохранителей для различных потребителей из расчета их подключения к бытовой сети 220 В.
| Мощность электроприбора, Вт (BA) | 10 | 50 | 100 | 150 | 250 | 500 | 800 | 1000 | 1200 |
| Номинал предохранителя, А | 0,1 | 0,25 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 |
| Мощность электроприбора, Вт (BA) | 1600 | 2000 | 2500 | 3000 | 4000 | 6000 | 8000 | 10000 |
| Номинал предохранителя, А | 8,0 | 10,0 | 12,0 | 15,0 | 20,0 | 30,0 | 40,0 | 50,0 |
Замена предохранителя
При замене предохранителя, во избежание поражения электрическим током, обязательно отключите электроприбор от сети!
Есть такое негласное правило, если после второй замены предохранитель опять перегорел, ищи неисправность в самом электроприборе. Значит надо ремонтировать электроприбор.
Ни в коем случае не устанавливайте предохранитель на больший ток, такие попытки однозначно приведут к еще большему повреждению устройства вплоть до его не ремонтопригодности!
Будьте внимательны при покупке нового предохранителя. Правильно определите тип и номинальный ток кандидата на замену. Приобретать электронные компоненты лучше у проверенных поставщиков, гарантирующих качество продукции, как пример – компания Conrad Electronic. С полным ассортиментом плавких предохранителей можно ознакомиться по ссылке – https://conrad.ru/catalog/predohraniteli_s_plavkoy_vstavkoy.
Ремонт предохранителя
Типичные обыватели считают, что предохранители не подлежат ремонту, на самом деле это не так. Большинство типов предохранителей можно отремонтировать и дать им вторую, третью и т.д. жизни. Корпус предохранителя, как правило, разрушается крайне редко, перегорает проволока внутри, вот в ее замене и заключается ремонт. Основная задача при этом использовать проволоку аналогичную той, что была в предохранителе.
Если заменить предохранитель надо очень быстро, а запасного под рукой не оказалось, то можно воспользоваться следующим способом:
Снять с проволоки подходящего диаметра лакокрасочное покрытие (зачистить ее до блеска) и намотать на каждый контакт предохранителя по несколько витков, после чего вставить предохранитель в держатель. Этот способ в простонародии называется – «жучок». С его помощью можно очень быстро проверить исправность прибора, но он не надежен и может быть использован, как временное решение проблемы.
Следующий способ, так называемый «заводской». Для ремонта потребуется паяльник, и возможно дремель или шуруповерт, но предохранитель после ремонта будет выглядеть как будто он только что с завода.
Разогрейте паяльником торцы контактов-чашек и освободите отверстия в торцах от припоя воспользовавшись зубочисткой или чем-то подобным. Бывает, что отверстия слишком малы или совсем отсутствуют, тогда придется их просверлить. Используйте сверло не большого диаметра 1 – 2 мм.
Проденьте через отверстия проволоку подходящего диаметра и припаяйте ее к контактам-чашкам.
Подбор диаметра проволоки предохранителя
Как написано выше, для ремонта предохранителя необходимо заменить перегоревшую проволоку на аналогичную той, что была в предохранителе до его перегорания.
В заводских предохранителях используются проволоки из различных металлов: серебра, меди, алюминия, олова, свинца, никеля и т.д. В домашних условиях вряд ли мы сможем определить материал проволоки перегоревшего предохранителя, да и под рукой у нас обычная медная проволока. Но на всякий случай приведем таблицу диаметров проволоки в зависимости от номинального тока предохранителя содержащую кроме меди, алюминий, сталь и олово.
| Ток предохранителя, А | 0,25 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 5,0 | 7,0 | 10,0 | |
| Диаметр проволоки, мм | Медь | 0,02 | 0,03 | 0,05 | 0,09 | 0,11 | 0,16 | 0,20 | 0,25 |
| Алюминий | — | — | 0,07 | 0,10 | 0,14 | 0,19 | 0,25 | 0,30 | |
| Железо | — | — | 0,13 | 0,20 | 0,25 | 0,35 | 0,45 | 0,55 | |
| Олово | — | — | 0,18 | 0,28 | 0,38 | 0,53 | 0,66 | 0,85 | |
| Ток предохранителя, А | 15,0 | 20,0 | 25,0 | 30,0 | 35,0 | 40,0 | 45,0 | 50,0 | |
| Диаметр проволоки, мм | Медь | 0,33 | 0,40 | 0,46 | 0,52 | 0,58 | 0,63 | 0,68 | 0,73 |
| Алюминий | 0,40 | 0,48 | 0,56 | 0,64 | 0,70 | 0,77 | 0,83 | 0,89 | |
| Железо | 0,72 | 0,87 | 1,00 | 1,15 | 1,26 | 1,38 | 1,50 | 1,60 | |
| Олово | 1,02 | 1,33 | 1,56 | 1,77 | 1,95 | 2,14 | 2,30 | 2,45 | |
Расчет диаметра проволоки предохранителя
В случае если необходим предохранитель на ток, не указанный в таблице выше, можно воспользоваться формулой для расчета диаметра медной проволоки в зависимости от номинального тока предохранителя.
Для малых токов (при использовании тонкой проволоки диаметром от 0,02 до 0,2 мм) формула имеет следующий вид:
d = Iпл · k + 0,005
Для больших токов (при использовании проволоки диаметром более 0,2 мм) формула такая:
Где Iпл – ток плавкой вставки в амперах, к и m коэффициенты, зависящие от материала проводника, могут быть определены по следующей таблице.
| Материал проволоки | Коэффициенты | |
| k | m | |
| Медь | 0,034 | 80 |
| Алюминий | — | 59,2 |
| Железо | 0,127 | 24,6 |
| Олово | — | 12,8 |
Определение диаметра проволоки предохранителя
На заводских бухтах диаметр проволоки указывается на ряду с другими параметрами. А что делать если проволока взята из обрезка многопроволочного провода? Диаметр проволоки можно измерить микрометром. Но даже если нет микрометра можно воспользоваться старым дедовским способом – измерить диаметр проволоки при помощи линейки или штангенциркуля. Пусть не так точно, но для нашего случая вполне приемлемо.
Берем линейку и наматываем на нее от 10 до 20 витков. Рекомендуемая ширина намотки около сантиметра. При этом стараемся, чтобы витки ложились как можно плотнее. Считаем, сколько миллиметров заняли наши витки и делим это число на количество витков. Не обязательно наматывать на линейку, если кусок проволоки короткий, можно для намотки использовать карандаш, отвертку, зажигалку или любой другой предмет. Главное, чтобы витки были намотаны равномерно и плотно.
Например, ширина намотанных витков 9 мм, при количестве витков 20. Разделив 9 на 20 получаем, что диаметр проволоки, если отбросить еще 0,05 мм на зазоры между витками, примерно 0,40 мм. При помощи этой проволоки можно будет восстановить предохранитель на 20 А. Вот так просто и довольно точно!