Cầu chì tự phục hồi là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động

I: Cầu chì tự phục hồi là gì?

- Cầu chì tự phục hồi là gì? Một loại linh kiện bảo vệ quá dòng. Nó được làm bằng polyme hữu cơ cao phân tử dưới áp suất cao, nhiệt độ cao và phản ứng sunfua hóa. Nó được trộn với các vật liệu hạt dẫn điện và được xử lý bằng công nghệ đặc biệt. Cầu chì bảo vệ quá dòng truyền thống chỉ có thể hoạt động một lần và cần được thay thế nếu nó bị đứt, trong khi cầu chì tự phục hồi có chức năng kép là bảo vệ quá dòng và quá nhiệt và tự động phục hồi

 

 

Hình 1: Cầu chì tự phục hồi

Trên thị trường, ngoài loại cầu chì tự phục hồi còn có các loại cầu chì khác phục vụ cho các ứng dụng các nhau như: Cầu chì ống, cầu chì vuông,...Mời bạn tham khảo chi tiết thông số kỹ thuật và giá bán mã cầu chì ống của Siemens 3NW6003-1 tại đây

Cầu chì tự phục hồi có cấu tạo đặc biệt, bao gồm polyme được xử lý đặc biệt và than đen bên trong.  - Trong điều kiện bình thường, polyme sẽ liên kết chặt chẽ các hạt dẫn điện bên ngoài cấu trúc tinh thể để tạo thành một đường dẫn điện dạng chuỗi. Khi đó, cầu chì tự phục hồi có điện trở thấp và dòng điện chạy qua cầu chì chỉ tạo ra lượng nhiệt nhỏ, không làm thay đổi cấu trúc tinh thể.Khi mạch điện gặp ngắn mạch hoặc quá tải, dòng điện lớn sẽ chạy qua cầu chì tự phục hồi và làm cho polyme nóng chảy. Thể tích polyme tăng lên tạo điện trở cao hơn. Khi đó, dòng điện giảm nhanh chóng, từ đó cầu chì tự phục hồi bảo vệ mạch điện khỏi nguy cơ gây hỏng.Khi mạch điện trở lại trạng thái bình thường, polyme trong cầu chì tự phục hồi sẽ nguội và kết tinh trở lại. Thể tích polyme thu nhỏ lại và các hạt dẫn điện hình thành lại đường dẫn điện, giúp cầu chì tự phục hồi trở lại trạng thái điện trở thấp ban đầu. Nhờ vậy, cầu chì tự phục hồi hoạt động hiệu quả và không cần thay thế như cầu chì truyền thống.

- Nguyên lý của cầu chì tự phục hồi là gì ? Nguyên lý của cầu chì tự phục hồi là cân bằng năng lượng. Dòng điện chạy qua cầu chì tạo ra một mức nhiệt nhất định do tác dụng nhiệt của dòng điện (trong cầu chì có một giá trị điện trở).
- Trong quá trình hoạt động bình thường, nhiệt độ thấp, nhiệt sinh ra và tỏa ra cân bằng. Khi cầu chì tự phục hồi ở trạng thái điện trở thấp, nó không hoạt động. Khi dòng điện chạy qua nó tăng lên hoặc nhiệt độ môi trường tăng lên, nếu nhiệt lượng sinh ra và tiêu tán đạt đến sự cân bằng, cầu chì vẫn không hoạt động.
- Nếu lúc này dòng điện hoặc nhiệt độ tiếp tục tăng, nhiệt lượng tỏa ra sẽ lớn hơn nhiệt lượng tiêu tán, khiến nhiệt độ của cầu chì tăng mạnh. Do đó, một sự thay đổi nhiệt độ nhỏ sẽ làm cho điện trở tăng lên đáng kể, và phân tử cầu chì ở trạng thái bảo vệ trở kháng cao, việc tăng trở kháng sẽ hạn chế dòng điện, dòng điện giảm mạnh trong thời gian ngắn, do đó bảo vệ mạch khỏi hư hỏng. Khi nào nhiệt tạo ra bởi điện áp đặt vẫn còn thì cầu chì vẫn luôn ở trạng thái hoạt động (điện trở cao). - Khi điện áp đặt vào biến mất, cầu chì có thể tự động phục hồi

Sau khi tìm hiều cầu chì tự phục hồi là gì?  Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng như thế nào? Hãy tìm hiểu về các loại cầu chì tự phục hồi phổ biến hiện nay.

 

Hình 2: Các loại cầu chì tự phục hồi

 

• Cầu chì tự phục hồi có thể được chia thành 2 loại theo vật liệu 1 - PTC polyme
2 - PTC gốm
• Theo dạng đóng gói, nó cũng có thể được chia thành 2 loại:
1- Phích cắm chì
2- Miếng dán SMD
Dựa vào điện áp thì cầu chì tự phục hồi cũng có thể được chia thành các loại 600V, 250V, 130V, 120V, 72V, 60V, 30V, 24V, 16V, 6V, ...
• Những ưu điểm chính của polyme PTC là:
- Điện trở rất nhỏ gần bằng không ở nhiệt độ phòng
- Các sản phẩm dòng cao chỉ có điện trở vài milliohm
- Công suất tiêu thụ thấp không đáng kể trong mạch
- Khối lượng tương đối nhỏ.

Cầu chì tự phục hồi được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện nhằm bảo vệ các thiết bị điện khỏi hư hỏng do quá tải hoặc ngắn mạch. Một số ứng dụng cụ thể là:
Bảo vệ mạch điện trong các thiết bị gia dụng: Các thiết bị gia dụng như bếp điện, máy giặt, tủ lạnh, máy lạnh, lò vi sóng, máy sấy tóc,… cũng được trang bị các cầu chì tự phục hồi.
Bảo vệ mạch điện trong các thiết bị điện tử: Các thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại di động, tivi, máy ảnh, laptop,… đều sử dụng các cầu chì tự phục hồi để bảo vệ chúng khỏi các tác động của điện áp quá cao hoặc quá tải.
Bảo vệ mạch điện trong các thiết bị y tế: Các thiết bị y tế như máy xạ trị, máy đo huyết áp, máy đo đường huyết,… đều được lắp đặt các cầu chì tự phục hồi.
Bảo vệ mạch điện trong các thiết bị công nghiệp: Các thiết bị công nghiệp như máy móc, thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển,… cũng được lắp đặt các cầu chì tự phục hồi.
 
Kết luận: Cầu chì tự phục hồi là một thành phần quan trọng trong việc bảo vệ các mạch điện, đặc biệt là trong các ứng dụng điện tử và bảng mạch. Việc lựa chọn loại cầu chì phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của mạch điện. Hy vọng qua bài viết này các bạn có thể hiểu hơn về cầu chì tự phục hồi là gì và lựa chọn được cầu chì tự phục hồi phù hợp với mục đích sử dụng của mình.