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自恢復(fù)保險(xiǎn)絲PTC的過(guò)流保護(hù)原理

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲在很多地方可以替代一次性保險(xiǎn)絲的使用,可以節(jié)省不少維修的成本。很多人對(duì)其過(guò)流保護(hù)的原理理解不深,往往不能準(zhǔn)確的選擇適合自己電路的型號(hào),不能起到想要的效果,這里對(duì)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的過(guò)流保護(hù)原理做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
 
首先,自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的過(guò)流保護(hù)作用是由其自身的材料特性來(lái)決定的。
 
因?yàn)樽曰謴?fù)保險(xiǎn)絲自身電阻值是對(duì)溫度敏感的,因此自恢復(fù)保險(xiǎn)絲屬于熱敏電阻。且其電阻值是隨著溫度的升高而呈現(xiàn)正向的升高變化的,專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫正溫度系數(shù)(英文簡(jiǎn)稱為PTC,是Positive Temperature Coefficient的縮寫(xiě)),因此屬于正溫度系數(shù)熱敏電阻,這是他的標(biāo)準(zhǔn)學(xué)名。也有人經(jīng)常把自恢復(fù)保險(xiǎn)絲叫做“PTC熱敏電阻”或“熱敏電阻PTC”,有的干脆直接叫“PTC”代之自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。
 
最關(guān)鍵的特性是自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的電阻值隨溫度變化呈現(xiàn)非線性正向變化的,其內(nèi)部的溫度超過(guò)一定的值(臨界點(diǎn)溫度)時(shí),它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高,這個(gè)臨界點(diǎn)溫度是有居里夫人發(fā)現(xiàn)的,因此被稱為居里溫度(經(jīng)常稱之為溫度變化的居里點(diǎn)),自恢復(fù)保險(xiǎn)絲阻值變化的居里溫度是130攝氏度(是指自恢復(fù)保險(xiǎn)絲元器件的內(nèi)部溫度)。
 
溫度變化曲線 
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲阻值隨溫度的非線性階躍式變化曲線圖
Tc為居里溫度(130℃)
 
我們都知道電熱功的轉(zhuǎn)換關(guān)系,即電流經(jīng)過(guò)電阻時(shí)會(huì)做功向熱能轉(zhuǎn)換。當(dāng)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲未啟動(dòng)保護(hù)前,其電阻值很小的(大多數(shù)都不到一個(gè)歐姆,有少量型號(hào)比較大的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲元器件因?yàn)閼?yīng)用的需要電阻值也有做到幾十個(gè)歐姆的),這時(shí)若電路正常工作,正常工作的電流通過(guò)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(正溫度系數(shù)熱敏電阻)元器件時(shí),其發(fā)熱很小,與自身散熱形成一個(gè)平衡。
 
內(nèi)部溫度不會(huì)持續(xù)升高,電阻也是處于穩(wěn)定的低阻狀態(tài),若是電路出現(xiàn)故障,比如電機(jī)堵轉(zhuǎn),電路中電流會(huì)急劇上升,這時(shí)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲內(nèi)部電流做功和發(fā)熱迅速增大,內(nèi)部溫度急劇上升,當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到130℃時(shí),電阻值發(fā)生突變?cè)龃蟪尸F(xiàn)高阻狀態(tài)(電阻值變化率大約在十的五到六次方之間),同時(shí)電路電流迅速降低下來(lái),對(duì)電路設(shè)備起到保護(hù)作用。
 
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲啟動(dòng)保護(hù)時(shí)的狀態(tài)是高阻態(tài),電路電流并沒(méi)有中斷,仍有很小的殘余電流,殘余電流是可以維持自恢復(fù)保險(xiǎn)絲處于一個(gè)穩(wěn)定的保護(hù)狀態(tài)而不發(fā)生變化(商家一般承諾維持保護(hù)狀態(tài)24小時(shí)不燒不裂,并不能保證器件本身性狀不變)。(推薦閱讀:自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的主要功能
 
因此自恢復(fù)保險(xiǎn)絲處于保護(hù)狀態(tài)時(shí)從外部觸摸是可以感覺(jué)到它是發(fā)燙的,這是正常表現(xiàn)。
 
讓自恢復(fù)保險(xiǎn)絲恢復(fù)到保護(hù)前狀態(tài)必須先切斷電源,待其散熱降溫,內(nèi)部溫度低于130攝氏度后即可恢復(fù)。我們的小家電一般在工作中若遇到類似問(wèn)題,一般會(huì)拔掉電源,排除故障(如排除小家電的電機(jī)堵轉(zhuǎn)原因),再通電時(shí)基本上自恢復(fù)保險(xiǎn)絲已經(jīng)可以恢復(fù)到保護(hù)前的低阻狀態(tài),電路就可以恢復(fù)正常工作了。