شرح تفصيلى للفيوز FUSE من نظرية العمل وتركيبه وانواعه ومميزاته وعيوبه وشرح الفرق بين الفيوز المنزلى والصناعى والفيوز القابل للاعادة التهيئة
وظيفة الفيوز FUSE
الفيوز يسمى بالعربية المصهر او الفاصم وهو اقدم وارخص وسيلة لتوفير الحماية الكهربية ضد القصر او الحمل الزائد لكلا من
- الاجهزة الكهربية مثل المحركات والمحولات والمولدات والمكثفات
- الموصلات (Cables) وقضبان التوصيل Bus Bar
- الكترونات القدرة مثل مغيرات السرعة او البدء الناعم او المصدر الدائم UPS
- الاجهزة الالكترونية
- انظمة التوزيع الكهربي وانظمة الاضائة
حيث يحمى الاجهزة من التلف ايضاً يحمى الاشخاص والاماكن من الحرائق والتى تنتج بسبب اشتعال الاجهزة بسبب حدوث قصر
نظرية عمل الفيوز FUSE
يعتمد عمل الفيوز FUSE على التأثير الحرارى للتيار الكهربى, فعند مرور تيار زائد او تيار قصر يسبب حرارة زائدة تعتمد على قيمة التيار وزمن مرور التيار وتسبب هذه الحرارة انصهار الموصل بداخل الفيوز FUSE مما يؤدى الى فصل الكهرباء عن الحمل بالتالى حمايته, ومن هنا جاء الاسم مصهر! او الفيوز FUSE
تركيب الفيوز FUSE
ابسط الفيوز FUSE على الاطلاق يتكون من جسم يصنع من مادة عازلة مثل البورسليين به طرفين من المعدن يتم توصيل شعرة السلك بينهم وهذه الشعرة هى المصهر حيث تنصهر اذا زاد التيار عن 5 امبير بالتالى تفصل الدائرة
يتم توصيل المصهر فى قاعدة خاصة به حيث يتم توصيل التغذية من اعلى والحمل من اسفل
شعرة السلك =5 امبير, اثنين شعرة=10 امبير الخ
فى الحالة العادية يكون التأثير الحرارى للتيار المار فى المصهر منخفض بفضل تبريد الهواء المحيط ولكن فى حالة القصر يزيد التيار بصورة كبيرة حتى ينصهر السلك وتفصل الدائرة
فى حالة ضرب الفيوز FUSE وانصهار السلك يتم استبداله بسلك بنفس القطر ويتم التشغيل
يسمى هذا الفيوز FUSE بمصهر التشعيرة Rewirable fuses or kit – kat fuse
وهو الفيوز FUSE قابل لاعادة الاستخدام عبر تشعير المصهر بشعرة او اكثر من النحاس حسب التيار المطلوب وهو ارخص وابسط وايضاً اقدم الفيوز FUSE وله بعض العيوب فاخطرها هو الشرر الناتج من المصهر فى حالة الخطأ قد يتسبب فى حرائق ناهيك عن اى تطاير للنحاس المنصهر بالاضافة الى احتمالية الخطأ عند تشعير المصهر بقيم اكبر من المطلوب
الفيوز الخرطوشة Cartidge fuse
تم تطويره للتغلب على مشاكل الفيوز FUSE السابق حيث يتميز بوجود عنصر الفصل (المصهر) بداخل جسم مغلق كما يوجد مادة تساعد على اطفاء القوس الكهربى الناتج عن الفصل!
هناك نوعين
فيوز منزلى مخصص للاستخدامات المنزلية ومتوفر بقيم تيار منخفضة
عبارة عن اسطوانة من مادة عازلة وهى الخزف وبها عنصر الانصهار وهو غير قابل للتغيير مثل مصهر التشعيرة! ويتم ملىء الاسطوانة بالرمل السيلكونى والذى يساعد على اطفاء الشرارة اثناء الفصل ويكون متوفر بقيم تيار منخفضة وبتيار قصر منخفض وبجهد منخفض!
فيوز سعة القطع العالية HRC
هو فيوز مخصص للاستخدامات الصناعية ويتحمل تيار مقنن عالى وتيارات قصر عالية
جسم الفيوز عبارة عن اسطوانه او مكعب من مادة عازلة مثل الخزف وبداخله المصهر وهو سلك من الفضة يحيط به مسحوق السيلكون لاطفاء الشرارة وهو متوفر بتيارات عالية كما يتوفر بقيم قصر مختلفة وعالية
عادة يكون به مؤشر على ضرب الفيوز مثل مسمار صغير PIN يظهر اعلى المصهر كدلالة على الفصل لتسهيل تتبع العطل!
ملحوظة
العديد من المراجع العربية تشير للفيوز المنزلى بمصهر الخرطوشة والفيوز الصناعى بمصهر سعة القطع العالية HRC لكنك ستجد مثلا الفيوز على شكل مكعب بالاعلى يرمز اليه بمصهر الخرطوشة Cartidge fuse مما قد يسبب حيرة لدى البعض!!
يرمز للفيوز فى الرسومات الكهربية بالمستطيل والذى يوجد بداخله خط
فيوز قابل للاعادة التهيئة resettable fuse
تستخدم فى التيارات والجهود المنخفضة فقط وهو يتكون من مقاومة خطية PTC ذات معامل حرارى موجب فعندما يرتفع التيار ترتفع درجة الحرارة وتزيد المقاومة بالتالى تفصل الدائرة وعندما تبرد المقاومة تعود الى قيمة منخفضة فتوصل مرة اخرى ويستخدم هذا الفيوز عادة فى الاستخدامات العسكرية او الفضائية حيث يصعب تغيير المصهر
توجد انواع منه تستخدم مع البطاريات والحاسب الالى والاتصالات الخ
يوجد شبيه له كمرحل حمل زائد احادى الوجه للضواغط والمحركات الاحادية للثلاجات والتكييف الخ ويوصل توالى مع الضاغط بالتالى يتحمل 220 فولت وتيار الضاغط!! ولكنه يكون دائرى الشكل وله طرفين توصيل طرف كابل وطرف ترملة ويثبت على جسم الضاغط حتى لايوصل الا اذا برد الضاغط!
مميزات الفيوز FUSE
- اهم ميزة للفيوز هو رخص الثمن مقارنة بالقاطع
- سرعة الفصل اكبر منها فى حالة القاطع, بمعنى اخر مقدار الطاقة اللازمة للفصل I2t اقل من القاطع مع العلم كلما زادت هذه الطاقة كلما زاد الضرر فى الحمل وكلما انخفضت كلما قل الضرر للحمل (طاقة الفصل I2t للقاطع تكون اكبر من مصهر الاغراض العامة gG والذى بدوره يحتاج طاقة فصل I2t اكبر من مصهر اشباه الموصلات aR-gR) لذا فيفضل دائما وجود مصهر كحماية احتياطية للقواطع
- يوجد منه قيم مقننة صغيرة بداية من المللى امبير على خلاف القاطع الكهربى والذى يكون اقل تيار له 6-10 امبير لذا فهو شائع الاستخدام فى دوائر التحكم والدوائر الالكترونية
- يقوم الفيوز باستشعار حدوث خطأ (قصر-حمل زائد) والفصل لحماية الحمل عكس القواطع الكهربية للجهد المتوسط والتى تطلب وجود مرحل للاستشعار بالخطأ (مرحل تيار زائد – مرحل تفاضلى الخ) ثم يرسل اشارة للقاطع ليقوم بالفصل, فالقواطع كبيرة القدرة مصممة للفصل والتوصيل فقط وليس لها القدرة على استشعار الخطأ لذا يكون المصهر او الفاصم شائع الاستخدام لتوفير الحماية الاحتياطية لمحولات القدرة او موصلات النقل, على خلاف القواطع المغناطيسية او المغناطيسية/الحرارية فى الجهود المنخفضة والتى تكون لها القدرة على الاحساس بالخطأ والفصل بالتالى تكون القواطع مفضلة عن المصهر/الفاصم فى القدرات المنخفضة فقط
- توافره بتيار قصر عالى يصل حتى 300 كيلو امبير!
عيوب الفيوز FUSE
- احد اهم عيوبه هو انه يحتاج الى الاستبدال بعد كل قصر او حمل زائد مما يسبب تكلفة عالية ايضاً سيزيد من زمن التوقف لتغييره
- غير قادر على فصل وتوصيل الدائرة يدوياً الا اذا كان الفيوز مزود بقاعدة تشبه القاطع يمكن الفصل التوصيل من خلالها ولكنه غير مستحب لسبب بسيط زمن الفصل والتوصيل يعتمد على الشخص الذى يقوم بالعملية اما فى حالة القواطع فزمن الفصل والتوصيل ثابت ولا يعتمد على الشخص لوجود ياى او سوسته لتثبيت الزمن بالتالى تكون الشرارة الناتجة عن فصل وتوصيل الدائرة باستخدام المصهر عالية مقارنة بالقاطع او المفتاح...
- ينتج عنه شرارة كهربية عند الفصل فى حالة الخطأ قد تسبب حرائق! (فى حالة الفيوز القديم الذى يعمل بشعرة سلك!) اما الفيوزات الحديثة فلاتسبب هذه المشكلة مع العلم توجد فيوزات خاصة للاجواء التى بها غازات قابلة للانفجار!
- متوفر فقط بصورة احادية الوجه, بالتالى فى حالة استخدامه كحماية للمحركات فقد يحدث ويضرب مصهر احد الاطوار لاى سبب مما ينتج عنه عمل المحرك بطورين فقط (فازتين)
- استخدامه كحماية ضد الحمل الزائد فى الاجهزة الحركية (الدوارة) مثل المحركات سيكون مكلف جدا, فمن الشائع حدوث مشاكل ميكانيكية لاى جهاز حركى تسبب حمل زائد
اذا استفدت ولو بالقليل يمكنك دعمنا بعمل شير او مشاركة للموضوع على الفيس او تويتر, كما يمكنك عمل متابعة للمدونة والتعليق فى حالة وجود اى استفسار
جميع الحقوق محفوظة للمهندس ايمن ياسر عبدالعزيز ويمنع منعا باتا اعادة نشر الموضوع باى طريقة كانت
مَّا يَلْفِظُ مِن قَوْلٍ إِلَّا لَدَيْهِ رَقِيبٌ عَتِيدٌ