Partes De Un Fusible: Función, Protección Y Elementos

Un fusible es un dispositivo de conmutación eléctrica diseñado para desconectar un circuito y protegerlo abriendo o rompiendo partes vivas especialmente diseñadas bajo la influencia de una corriente que excede cierto valor. El fusible está conectado en serie con el consumidor de corriente eléctrica y rompe el circuito de corriente cuando excede la corriente nominal, la corriente para la cual está diseñado el fusible, y todo esto funciona gracias a los elementos y partes del fusible.

De acuerdo con el principio de funcionamiento cuando la corriente en el circuito protegido se rompe, los fusibles se dividen en cuatro clases: fusibles normales, electromecánicos, electrónicos y con propiedades reversibles no lineales para cambiar la resistencia después de la exposición a sobrecorriente en algunos materiales semiconductores o conductores (fusibles de autocuración).

Partes de un fusible

Las partes del fusible son simples, suele ser una carcasa de vidrio o de porcelana, en cuyos extremos hay contactos. Una determinada sección transversal actual corresponde a una determinada sección transversal del conductor. Si la intensidad de corriente en el circuito excede el valor máximo permitido, el conductor fusible se sobrecalienta y se derrite, protegiendo el circuito con todos sus elementos del sobrecalentamiento y posible incendio.

Un fusible es una pieza electrónica que contiene una parte discontinua de un circuito eléctrico (por ejemplo, un cable o alambre que se quema cuando se excede un cierto nivel de corriente). El fusible tiene una especie de alambre o una conexión que sirve como puente para conectar el fusible a los extremos de los contactos, asegurando la inclusión de un fusible en el circuito eléctrico y la instalación del fusible como un todo.

Fusible eléctrico
Fusible eléctrico

Función y finalidad de los fusibles

En los fusibles, cuando la corriente excede la corriente nominal, el elemento portador de corriente del fusible se destruye (puede ocurrir una fusión o eventual evaporación del elemento), tradicionalmente este proceso se llama “fusible” o “combustión” del fusible, básicamente el fusible se sacrifica para proteger el circuito.

Usualmente la capacidad de soporte de un fusible depende del elemento fusible (el alambre de en medio) que es el elemento o la parte más importante del fusible,  hay fusibles que están equipados con sensores de corriente de flujo (electromagnético y / o térmico), si la corriente excede la corriente nominal, rompen el circuito abriendo los contactos, por lo general, el movimiento de los contactos para abrir se realiza mediante un resorte precargado.

En fusibles electrónicos, el circuito sin contacto rompe el circuito protegido y en los fusibles de autocuración, cuando se excede la corriente, la resistividad eléctrica del material semiconductor del elemento conductor del fusible aumenta en varios órdenes de magnitud, lo que reduce la corriente del circuito, después de eliminar la corriente y enfriarlos, restablecen su resistencia.

El término fusible eléctrico, o usualmente un fusible, se refiere al fusible más usado y más barato. Los fusibles se usan comúnmente para proteger cualquier equipo eléctrico, por ejemplo, para evitar el sobrecalentamiento de los cables eléctricos domésticos en caso de cortocircuitos. La ausencia de fusibles en circuitos eléctricos o su mal uso pueden provocar un incendio.

Principio básico de los fusibles

En los fusibles, los metales puros (cobre, zinc, plomo, hierro, entre otros) y algunas aleaciones (como el acero y otros más) se utilizan entre las partes del fusible como elemento conductor que suelen ser destruidos por las corrientes altas.

Todos los metales puros y casi todas las aleaciones metálicas tienen un coeficiente positivo de resistencia térmica, es decir, al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia del elemento fusible. Es el coeficiente de resistencia a la temperatura positiva que determina las propiedades protectoras del fusible. A corrientes por debajo de la corriente nominal protectora, el calor generado en el elemento fusible se disipa estacionariamente en el medio ambiente. La temperatura del elemento fusible se establece ligeramente más alta que la temperatura del medio. A corrientes superiores a la corriente nominal, se desarrolla inestabilidad térmica en el elemento fusible: un aumento de la temperatura conduce a un aumento de la resistencia activa del elemento fusible, lo que hace que se caliente aún más.

Un aumento en la resistencia conduce a un aumento en la disipación de calor, la disipación de calor aumenta la temperatura, aumenta la resistencia y, por lo tanto, la energía liberada, lo que nuevamente aumenta la temperatura. Al mismo tiempo, el proceso se desarrolla como una avalancha: la temperatura del elemento fusible comienza a exceder su punto de fusión, lo que provoca la destrucción mecánica del elemento fusible y una ruptura en el circuito eléctrico.

Un parámetro eléctrico importante del fusible, además de la corriente nominal, es el llamado parámetro de protección, determinado por la característica de tiempo y la corriente.

Diseños y portafusibles

Los elementos o las partes principales de un fusible son: un fusible, una carcasa en la que se instala el fusible y que se puede reemplazar cuando se quema (para fusibles con bajas corrientes, el fusible no es reemplazable, el diseño es desechable y cuando el fusible se fusiona, se reemplaza todo el fusible en el soporte), pieza de contacto, dispositivo de arco y medio de arco.

El inserto del fusible dentro del cartucho se coloca en un medio de extinción especial (por ejemplo, arena de cuarzo) que, cuando se quema un fusible, enfría y desioniza intensamente el arco eléctrico, evitando que el plasma salga a través de la carcasa. Para algunos tipos de fusibles, la caja está hecha de material generador de gas (por ejemplo, fibra), bajo la acción térmica del arco, se produce una intensa evolución de gas, los gases formados contribuyen a la extinción del arco dentro de la caja.

En los fusibles para bajas corrientes, los fusibles a veces se pueden colocar en un entorno de gas inerte en un recinto sellado (para evitar la oxidación del inserto del fusible con el tiempo: el fusible actual se calienta y el proceso de oxidación es más intenso).

Los fusibles para protección de dispositivos semiconductores (alta velocidad) tienen elementos estructurales adicionales para acelerar la operación: en este caso, el circuito eléctrico dentro del fusible se rompe por fuerzas electrodinámicas y resortes tensados. El fusible también se acelera utilizando el efecto metalúrgico. La corriente nominal del fusible y la corriente nominal del cartucho difieren (para un cartucho se producen varias clasificaciones de insertos del mismo tamaño y para diferentes corrientes).

Fusible protector
Fusible protector

Variedades de fusibles

Un elemento de protección de fusible plegable o alguna estructura reemplazable con este elemento se conoce comúnmente como un inserto. El inserto reemplazable se reemplaza por uno nuevo después de su combustión.

Para proteger los circuitos eléctricos con dispositivos de protección repetida, es económicamente factible utilizar disyuntores, que restauran el circuito eléctrico mediante manipulación (disyuntores).

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