فیوز چیست؟

فیوز، یک قطعه الکترونیکی است که برای حفاظت از سیستم‌های الکتریکی در برابر جریان‌های زیاد یا افزایش ناگهانی جریان‌ها طراحی شده است. این قطعه معمولاً به صورت یک لوله شیشه‌ای شکل، دارای یک میله فلزی و یک المنت نیمه رسانا است. وقتی جریانی که از فیوز عبور می‌کند بیش از حد مجاز می‌شود، المنت نیمه رسانا داغ می‌شود و فیوز را به صورت خودکار قطع می‌کند. در ادامه به بررسی بیشتر درباره این قطعه می پردازیم.

تاریخچه فیوز

استفاده از فیوز در سیستم‌های الکتریکی به عنوان یک وسیله حفاظتی برای جلوگیری از آسیب به تجهیزات الکتریکی، قبل از قرن بیستم شروع شد. اما در اواخر دهه 1920، آرثر تریپلت، یک مهندس الکتریکی آمریکایی، فیوزهایی را که در ابتدا برای استفاده در تلفن همراه و بعداً برای استفاده در صنعت تولید برق طراحی شده بود، بهبود بخشید. این فیوزها، به عنوان فیوزهای تریپلت شناخته می‌شوند و همچنان به عنوان یک استاندارد در بسیاری از کشورها به کار می‌روند.

کاربردهای فیوز

فیوزها در انواع مختلف سیستم‌های الکتریکی استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای فیوزها عبارتند از:

• حفاظت از تجهیزات الکتریکی: فیوزها به عنوان یک وسیله حفاظتی برای تجهیزات الکتریکی مانند موتورها، ترانس‌ها و دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند.
• حفاظت از سیستم‌های الکتریکی: فیوزها می‌توانند به عنوان وسیله‌ای برای حفاظت از سیستم‌های الکتریکی نظیر مدارهای برق، پنل‌های برق، و تجهیزات ایمنی استفاده شوند.
• محافظت از ایمنی عمومی: فیوزها در سیستم‌هایی مانند خودروها به عنوان یک وسیله حفاظتی برای محافظت از ایمنی عمومی استفاده می‌شوند. برای مثال، در صورتی که برق خودرو در نتیجه‌ی یک تصادف بیش از حد زیاد شود، فیوزها قادر به قطع برق خودرو و جلوگیری از حریق شدید هستند.
• محافظت از محیط زیست: فیوزها می‌توانند به عنوان وسیله‌ای برای محافظت از محیط زیست در برابر نشت برق استفاده شوند. در صورتی که جریان برق در یک سیستم بیش از حد زیاد شود، فیوزها قادر به قطع برق و جلوگیری از نشت برق به زمین هستند.

ویژگی‌های فیوز

جزئیات فیوز شامل نوع فیوز، جریان نامی، ولتاژ نامی و طول فیوز است.

1. فیوزها معمولاً به صورت یک لوله شیشه‌ای شکل طراحی شده‌اند. این لوله شیشه‌ای دارای یک المنت نیمه رسانا است که در صورت زیاد شدن جریان برق، المنت نیمه رسانا داغ می‌شود و فیوز را قطع می‌کند.
2. فیوزها می‌توانند به صورت یکپارچه با دیگر قطعات الکترونیکی طراحی شوند، یا به صورت جداگانه در یک پایه قرار داده شوند.
3. می‌توان در فیوزها از مواد مختلفی نظیر شیشه، سرامیک و پلاستیک استفاده کرد.
4. فیوزها به طور کلی دارای عمر کاری محدودی هستند. به عبارت دیگر، بعد از چند بار قطع شدن جریان، فیوز باید تعویض شود.
5. فیوزهای دیجیتال (یا فیوزهای پلیمری) از نوعی پلیمر شبیه به پلاستیک ساخته شده‌اند و معمولاً به صورت یکپارچه با دیگر قطعات الکترونیکی طراحی می‌شوند. این نوع فیوزها برای حفاظت از قطعات الکترونیکی حساس مانند چیپ‌های حافظه و مدارهای مجتمع استفاده می‌شوند.
6. فیوزهای زنگ خطا (یا فیوزهای زنجیره) برای تشخیص و جلوگیری از خطاهای الکتریکی مانند اتصال کوتاه، برق رفتگی و مشکلات دیگر در سیستم‌های الکتریکی استفاده می‌شوند.

ویژگی‌های اصلی یک فیوز شامل ظرفیت جریان، ولتاژ عملیاتی، شکل و اندازه، نوع اتصال و دمای عملکرد آن می‌باشد. به طور کلی، ظرفیت جریان یک فیوز باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند تحمل جریان بالایی را در هنگام شکستن اتصالات به عهده بگیرد و به دستگاه و تجهیزات الکتریکی حمایت کند. علاوه بر این، دمای عملکرد فیوز نیز باید مشخص شود. این دما به معنای حداکثر دمایی است که یک فیوز می‌تواند تحمل کند بدون اینکه خطر انفجار و یا اتصال دائمی ایجاد شود. با توجه به نوع فیوز و شکل آن، دمای عملکرد متفاوتی دارد.

اجزای فیوز

المنت نیمه رسانا

این المنت نیمه رسانا با توجه به جریانی که در فیوز جریان می‌گذرد، داغ می‌شود و باعث قطع شدن جریان برق می‌شود.

لوله شیشه‌ای

این لوله شیشه‌ای حاوی المنت نیمه رسانا است و در صورت قطع شدن فیوز، باید تعویض شود.

پایه‌ها

فیوزها به طور کلی دارای دو پایه هستند که به صورت جداگانه قرار می‌گیرند.

بدنه

بدنه فیوز عمدتاً از موادی نظیر شیشه، سرامیک و پلاستیک ساخته می‌شود و در صورت نیاز می‌تواند به سیستم الکتریکی متصل شود.

با توجه به اهمیت حفاظت از دستگاه‌ها و تجهیزات الکتریکی در برابر خطراتی نظیر اتصال کوتاه و برق رفتگی، فیوزها به عنوان یکی از ابزارهای اصلی در سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی استفاده می‌شوند. از آنجا که فیوزها به سادگی قابل تعویض هستند و به صورت نسبتاً ارزان قابل تهیه می‌باشند، در بسیاری از دستگاه‌های الکتریکی به کار می‌روند.