Guia Completo sobre Fusíveis: Protegendo Seus Eletrônicos

O que é um fusível?

Amplamente na engenharia elétrica e eletrônica, um fusível serve como um dispositivo de segurança elétrico que protege eletrodomésticos como geladeiras, televisores, computadores, etc., contra danos por alta tensão. Um fusível é frequentemente aplicado à tomada desses aparelhos para que qualquer sobrecorrente seja interrompida antes de entrar no dispositivo.

Um fusível pode ser dito um dispositivo sacrificial porque, quando muita corrente flui através dele, o fio ou tira de metal nele derrete e abre. Este fio pode ser refeito ou o fusível deve ser substituído. Nesse caso, os fusíveis defendem qualquer condição de sobrecorrente de entrar em eletrodomésticos.

Hoje você conhecerá a definição, construção, aplicações, componentes, diagrama, classificação, tipos e funcionamento de um fusível. Também conhecerá as vantagens e desvantagens dos fusíveis em suas várias aplicações.

Definição de fusível

Um fusível é um dispositivo de segurança usado para proteger um circuito elétrico contra sobrecorrente. É aplicado a vários circuitos elétricos, pois condições de sobrecorrente podem ocorrer a qualquer momento. Fusíveis funcionam como um disjuntor ou estabilizador que também protege dispositivos contra danos. Mas, em seu caso, uma tira ou fio fino de metal é usado para bloquear uma grande quantidade de corrente ou um fluxo de corrente excessivo de entrar em um circuito elétrico. Quando isso acontece, o fusível derrete, fazendo a tira fina se separar, o que então interrompe o fornecimento de energia ao aparelho.

Construção

Como existem vários tipos de fusíveis com diferentes classificações, sua construção também será de materiais diferentes para atender à demanda das aplicações. Um elemento de fusível é feito de zinco, cobre, prata, alumínio ou ligas, porque eles fornecem características estáveis e previsíveis.

Com este material, o fusível idealmente suportaria sua corrente nominal indefinidamente, derretendo rapidamente em um pequeno excesso. Esses elementos não são facilmente danificados por picos inofensivos de corrente e não oxidam ou mudam de comportamento após um longo período de serviço. Elementos de fusível são moldados para aumentar efeitos de aquecimento. Em um fusível maior, a corrente pode ser dividida entre várias tiras de metal.

Aplicações dos fusíveis

Abaixo estão as aplicações dos vários tipos de fusíveis:

• Fusíveis são usados em todos os automóveis, como carros, caminhões, reboques, barcos, etc.
• Consoles de jogos também encontram grande uso de fusíveis.
• Acessórios como laptops, celulares, impressoras, scanners. Na verdade, todos os acessórios elétricos têm um fusível.
• Um fusível de alta tensão é usado em transformadores de potência.
• Outros componentes como capacitores, conversores de potência, partidas de motor e transformadores fazem bom uso de fusíveis.
• Monitores LCD e baterias contêm fusíveis neles.

Componentes dos fusíveis

Como existem muitos tipos de fusíveis com diferentes capacidades de trabalho, seus componentes são diferentes. No entanto, os componentes básicos de um fusível são uma tira ou fio fino de metal. A figura abaixo dá mais detalhes sobre as várias peças dos fusíveis dependendo dos tipos.

Diagrama de fusíveis:

Diagrama ilustrativo dos componentes de fusíveis.

Características dos fusíveis

Abaixo estão as características dos fusíveis em um sistema elétrico eletrônico:

Classificação de corrente:

Esta é a quantidade máxima de corrente suportada no fusível sem derreter. É conhecida como classificação de corrente. É a capacidade de transporte de corrente, medida em amperes e é a característica térmica.

Corrente (Cin) = 75% Corrente (nominal)

Classificação de tensão:

Esta é quando a tensão conectada em série com o fusível não aumenta a classificação de tensão, ou seja, V(fusível) > V (circuito aberto)

Classificação I²t:

Esta é a quantidade de energia transportada pelo elemento do fusível quando qualquer falha elétrica ou curto-circuito acontece. Mede a energia térmica devido a um fluxo de corrente do fusível e é gerada quando o fusível queima.

Capacidade de interrupção ou ruptura:

Esta é a classificação máxima de corrente sem dano interrompida pelo fusível.

Capacidade de ruptura > tensão nominal máxima

Capacidade de ruptura < corrente de curto-circuito

Queda de tensão:

Esta é quando corrente excessiva flui, causando o elemento do fusível a derreter e abrir o circuito. Devido a esta mudança de resistência e a tensão, a queda de tensão se tornará menor.

Temperatura:

Esta é quando a temperatura de operação é mais alta, resultando em uma classificação de corrente menor, fazendo o fusível derreter.

O gráfico abaixo mostra a temperatura e a capacidade de transporte de corrente de um fusível. O processo mostra que no ponto onde três linhas se encontram a 25 graus Celsius, a capacidade de transporte de corrente do fusível será 100%. Após algum tempo, a capacidade de corrente diminui em fusível de ação lenta, que então diminui até cerca de 65 graus C. O resultado mostra que um aumento na temperatura diminuirá a capacidade de transporte de corrente do fusível.

Considerações de seleção de fusíveis

Abaixo estão as coisas a considerar ao selecionar tipos de fusível:

Classificação do fusível = (watts/volts) x 1.25

• Conheça a potência (watts) do aparelho – geralmente vista no manual do aparelho.
• Conheça a classificação de tensão; a tensão deve ser maior que a tensão do circuito para que possa proteger adequadamente o dispositivo.
• Selecione fusível do tipo atraso de tempo para cargas indutivas e fusíveis de ação rápida para cargas resistivas.
• Use a maior classificação de fusível após o cálculo. Por exemplo, a classificação calculada pode ser 5,334 amperes, espera-se usar um fusível de 6 amp.

Classificação dos fusíveis

A classificação dos fusíveis é uma categoria onde vários tipos de fusíveis se enquadram. Todos os fusíveis podem ser classificados como fusíveis CA e CC. Fusíveis CA também são divididos em duas partes: fusíveis de alta tensão ou fusíveis de baixa tensão, dependendo de seu design e elemento de que são feitos. A figura abaixo organiza os vários tipos de fusíveis de acordo com sua classificação.

Diferentes tipos de fusíveis

Abaixo estão os vários tipos de fusíveis e suas funções:

Fusíveis CC – Fusíveis CC são maiores em tamanho e têm valor de contato acima de 0V para que o circuito não seja facilmente negligenciado e desligado. Há possibilidade de um arco elétrico entre fios derretidos. Para superar isso, eletrodos são colocados a distâncias maiores e, assim, o tamanho do CC aumenta.

Fusíveis CA – Tipos CA de fusíveis são menores em tamanho, pois oscilam cerca de 50-60 vezes por segundo do mínimo ao máximo. Por causa disso, as chances de arco entre os fios derretidos são eliminadas. Portanto, podem ser acomodados em tamanhos pequenos.

Como mencionado anteriormente, fusíveis CA são further categorizados em duas partes: fusíveis de baixa tensão e fusíveis de alta tensão.

Tipos de fusíveis de baixa tensão (BT)

Tipos de fusível cartucho:

Estes tipos de fusíveis são totalmente fechados em um recipiente e têm um contato de fio metálico aparecendo em vidro. Tipos de fusíveis cartucho são de dois tipos: tipo D e tipos de link ou HRC (Alta Capacidade de Ruptura).

Fusíveis cartucho tipo D – este fusível consiste em um cartucho, base do fusível, tampa e anel adaptador. A tampa é montada na base do fusível, que é equipada com o elemento do fusível com cartucho através de um anel adaptador. O fusível começa seu trabalho quando a ponta do cartucho faz contato com o condutor.

Tipo Link ou HRC (Alta Capacidade de Ruptura) – estes tipos de fusíveis permitem o fluxo de corrente a ser dado sob condição normal. Arco produzido pelo fusível queimado é controlado, pois o fusível é feito de porcelana, prata e cerâmica. O recipiente do elemento do fusível é preenchido com areia de sílica. Estes tipos de fusíveis cartucho são further divididos em dois:

• Tipo lâmina ou plug-in – o corpo do fusível é feito de plástico e pode ser facilmente substituído no circuito sem qualquer carga.
• Tipo aparafusado – placas condutoras são fixadas na base do fusível nestes tipos de fusível.

Fusível rearmável ou kit-kat:

Tipos de fusíveis rearmáveis são bons de forma que todo seu corpo é isolado, podem ser facilmente removidos quando a corrente está fluindo através do fusível sem causar choque elétrico ou lesão. Sua base atua como terminal de entrada e saída feita de porcelana e o porta-fusível é usado para segurar o elemento do fusível que é composto de cobre, alumínio, estanho, chumbo, etc.

Fusível disparador:

Tipos de fusíveis disparadores são usados para fechar e disparar circuitos. Eles têm força e deslocamento suficientes.

Fusível interruptor:

Um fusível interruptor é basicamente um metal que envolve um interruptor e fusível. É usado para níveis de tensão baixa e média.

Fusível de queda:

Em um fusível de queda, seu derretimento causa o elemento do fusível a cair sob gravidade sobre seu suporte inferior. São usados em transformadores externos para proteção.

Tipos de fusíveis de alta tensão (AT)

Todos os tipos de fusíveis de alta tensão são usados em tensão nominal até cerca de 1,5 kV a 138 kV. São usados para proteger transformadores de instrumentos e pequenos transformadores. Arco é produzido quando o calor é criado, o que faz o ácido bórico evoluir uma grande quantidade de gases. É por isso que é usado em aplicações externas. É feito de prata, estanho e cobre. Os fusíveis de alta tensão são de três tipos:

Fusível HRC cartucho – é semelhante à versão de baixa tensão deste fusível, apenas que existem alguns recursos adicionais neste tipo.

Fusível HRC líquido – estes tipos de fusíveis são usados para circuitos até 100A de corrente nominal e sistema de cerca de 132 kV. Tem um tubo de vidro preenchido com tetracloreto de carbono e uma extremidade é selada e a outra é fixada com um fio de bronze fosforoso. Durante sua operação, um líquido é usado no fusível para extinguir o arco, resultando em aumento da capacidade de curto-circuito.

Fusível HRC de expulsão – este é um fusível escapável, ou seja, o efeito de expulsão de gases produzidos por arco interno. Ácido bórico é preenchido na câmara do link do fusível para a expulsão de gases.

Princípio de funcionamento

O funcionamento dos fusíveis é menos complexo e pode ser facilmente entendido, pois funciona com o princípio do efeito de aquecimento da corrente. Como mencionado anteriormente, é composto por uma tira ou fio fino de metal que é um elemento não combustível. Este fio metálico é conectado entre as extremidades dos terminais. Está sempre conectado em série com o circuito elétrico.

Sempre que corrente excessiva ou calor é criado devido a fluxo de corrente pesada no circuito, o fusível derrete. Isso é devido ao baixo ponto de fusão do elemento e abre o circuito.

Este fluxo excessivo pode levar à quebra do fio e, portanto, interrompe o fluxo de corrente. O fusível pode ser refeito quando aberto ou pode ser substituído ou trocado por um novo de mesmas classificações.

Fusíveis também atuam como disjuntores, usados para quebrar circuitos quando uma falha repentina ocorre no circuito. Não atua apenas como protetor, mas também como medida de segurança para prevenir humanos de danos.

Assista ao vídeo abaixo para aprender mais sobre como os fusíveis funcionam:

Vídeo demonstrativo do funcionamento dos fusíveis.

Vantagens e desvantagens dos fusíveis

Vantagens:

• Sobrecarga ou alta corrente são terminadas.
• A ausência de um fusível causa falhas elétricas que podem ocorrer na fiação ou queimar o aparelho elétrico.
• Perigo elétrico é reduzido, pois eletrônicos queimando podem levar a incêndio descontrolado.
• Custo seguro de reparo em aparelhos.
• O próprio fusível é barato e pode ser facilmente substituído.
• A maioria dos tipos de fusíveis é barata.
• Cuidados ou manutenção adicionais não são necessários.
• São portáteis e podem ser facilmente movidos.

Desvantagens:

• A característica tempo-corrente não será sempre sincronizada com a do elemento de proteção.
• Características de tempo-corrente reversível permitem que o dispositivo seja empregado para proteção contra sobrecarga.

Conclusão

Fusíveis são componentes de proteção que mantêm eletrodomésticos seguros contra sobrecarga ou corrente de alta tensão. Neste artigo, fomos a fundo no dispositivo chamado fusível, sua definição, aplicação, componentes, diagrama, tipos, funcionamento, etc. foram discutidos.