Предохранитель из медной проволоки: разновидности, принцип действия и ремонт. Плавкий предохранитель выбор проволоки для ремонта Сечение провода для предохранителя 10 а

Каждый предохранитель выполняет функцию защиты электрических цепей и оборудования от перегревания при прохождении тока с показателями, значительно превышающими номинальные. Для того, чтобы правильно обеспечить надежную защиту необходимо заранее делать расчет плавких предохранителей. Данные элементы рассчитаны на эксплуатацию в самых различных условиях, поэтому требуется их индивидуальный подбор для каждого конкретного случая.

Группы предохранителей

Одним из средств защиты бытовой техники и оборудования, а также кабелей и проводов служат плавкие вставки или предохранители. Они обеспечивают надежную защиту от скачков напряжения в сети и . Существуют различные конструкции и типы этих устройств, рассчитанные на любые токи.

До недавнего времени плавкие предохранители вставлялись в пробки и являлись единственной защитой квартиры или частного дома. В современных условиях их сменили более надежные защитные устройства многоразового использования - автоматические выключатели. Тем не менее, предохранители не потеряли своей актуальности и в настоящее время. Они устанавливаются в различные приборы и в автомобили, защищая приборы и электрооборудование от любых негативных последствий.

Предохранители делятся на следующие основные группы:

• Общего назначения
• Быстродействующие
• Защищающие полупроводниковые приборы
• Для защиты трансформаторов
• Низковольтные

Для того, чтобы произвести правильные расчеты, и определить, какие нужны плавкие вставки, рекомендуется учитывать все основные параметры, от которых зависит характеристика предохранителя.

Основным показателем является , значение которого связано с геометрическими и теплофизическими параметрами. При этом, учитывается потеря мощности и превышение на выводах температурного режима. Общая величина тока для предохранителя зависит от номинального тока плавкой вставки. Величина номинального тока для основания определяется таким же показателем плавкой вставки, установленной в предохранителе.

Принцип действия плавких предохранителей

Принцип действия одноразовых защитных устройств очень простой. Внутри каждого из них находится калиброванная проволока, соединяющая контакты. Если значение тока не превышает предельно допустимых норм, происходит ее нагрев примерно до 70 градусов. Когда электрический ток превышает установленный номинал, нагрев проволоки существенно увеличивается. При определенной температуре она начинает плавиться, в результате чего происходит разрыв электрической цепи. Перегорание проводка происходит практически мгновенно. Из-за этого предохранители и получили свое название - плавкая вставка.

В разных конструкциях плавкой вставки предохранителя подбирается таким образом, чтобы срабатывание происходило при установленном значении тока. В процессе эксплуатации плавкие предохранители периодически выходят из строя и подлежат замене. Как правило их не ремонтируют, однако многие домашние мастера вполне успешно проводят их реставрацию.

Поскольку перегорает лишь сама проволока, а корпус остается целым, необходимо заменить ее и устройство продолжит выполнять свои функции. Новые технические характеристики зачастую не только не уступают старому прибору, но и во многом превосходят его, поскольку качество ручной сборки всегда выше заводской. Основным условием является правильный выбор материала проводника и расчет его сечения.

Общие правила расчета

Для того, чтобы сделать правильный расчет плавких вставок предохранителей, необходимо учитывать номинальное напряжение. Это значение должно быть таким, при котором предохранитель отключает электрическую цепь. Основным показателем служит минимальное напряжение, предусмотренное для основания и плавкой вставки.

Еще один важный показатель, который должен учитываться при расчетах - напряжение отключения. Этот параметр заключается в мгновенном значении напряжения, появляющегося после срабатывания самого предохранителя или плавкой вставки. Как правило, в расчет принимается максимальное значение этого напряжения.

Кроме того, в обязательном порядке учитывается ток плавления, от которого зависит , установленной внутри. Когда выполняется расчет плавкой вставки предохранителя, для каждого металла этот показатель имеет собственное значение и выбирается с помощью таблицы или калькулятора. Материал и размер вставок должен обеспечить требуемые защитные характеристики. Длина вставки не может быть слишком большой, поскольку это влияет на гашение дуги и общие температурные характеристики.

Расчетная мощность нагрузки обычно указывается в маркировке изделия. В соответствии с этим параметром выполняется расчет номинального тока предохранителя по формуле: Inom = Pmax/U, в которой Inom является номинальным током защиты, Pmax - максимальная мощность нагрузки, а U - напряжение питающей сети.

Онлайн расчет диаметра провода для плавких вставок предохранителей

Все расчеты можно выполнить гораздо быстрее, воспользовавшись онлайн-калькулятором. В соответствующие окна вводятся данные о материале вставки и токе, после чего в окне результата появятся данные о диаметре проволоки.

Первичный интерес к теме возник в связи с отсутствием в продаже предохранителей на 200 мА, именно такие использованы изготовителем в мультиметре Маsтесн. Попробовал ставить на 160 мА, но ничего хорошего из этой затеи не вышло - «горят» чуть ли не после каждого измерения. Поставил на 250 мА (пока без эксцессов). А так как к достижению цели иду с долей азарта, да к тому же мне не чужд поиск выхода из затруднительных ситуаций «методом тыка», то менять сгоревшие предохранители приходиться не так уж и редко. Мой очередной вояж по местам торговли электронными компонентами, на этот раз по поводу предохранителей на 0,5 и 1 ампер, вновь разочаровал. Благо, что у радиолюбителей нет привычки, что-то выбрасывать (есть только подбирать и добывать любым доступным способом) поэтому перегоревших предохранителей скопилась уже некоторое количество.

Отремонтировать предохранитель или как говорили в былые времена «поставить жучёк», как мне представлялось первоначально, дело совершенно не хитрое. По этому поводу в интернете наставлений предостаточно. Всего делов-то найти подходящие по толщине проволочки, а остальное «дело техники».

Правда, где можно найти необходимые проволочки диаметром от 3 микрон (0,03 мм) информации не было.

Однако повезло, и провод диаметром 0,03 мм был обнаружен в катушке рамки неподлежащей восстановлению измерительной головки. Откуда он и был взят с применением мощной часовой лупы, ацетона и некоторой доли терпения.

Провод диаметром 0,05 мм найден на плате электронно-механического будильника «Слава». Здесь уже проблем не было, стоило только обмакнуть в ацетон, и провод с катушки стал разматываться сам. После общения с проводом диаметром 0,03 мм этот был уже как «канат».

Следующим этапом было вскрытие предохранителей. Это стало возможным только после нагрева металлических колпачков паяльником. Теперь, умудрённый практическим опытом, знаю, что снимать нужно только один из них. Следующим этапом в торцевой части колпачков, при помощи хорошо разогретого паяльника с тонким жалом, были освобождены от олова отверстия, через которые пропускается непосредственно провод выполняющий функцию плавкого предохранителя.

Первая операция ремонта. Проволочка нужного диаметра длиной равной двойной длине ремонтируемого предохранителя пропускается через отверстие в первом колпачке, стеклянный корпус и запаивается. С непременным предварительным удалением лаковой изоляции с края (если осталась после ацетона).

Вторым действием является постановка колпачка на стеклянный корпус при помощи клея (удобней всего марка БФ-6).

Конечная операция, пропускание провода в отверстие второго колпачка и также пайка с последующей клейкой. Сразу после пайки необходим контрольный прозвон предохранителя мультиметром.

После обрезки торчащих снаружи концов проволочек - предохранителей можно разложить готовые к использованию изделия ровными рядками, но так чтобы они ни в коем случае они не перепутались, и полюбоваться на творение рук своих. Особенно порадовало то, что удалось отремонтировать миниатюрные экземпляры. Иногда такие очень бывают нужны.

И последнее действо - с металлических колпачков, теперь уже исправных предохранителей, при помощи надфиля была удалена прежняя маркировка (теперь знаю, что делать это гораздо удобней в самом начале ремонта). Всё разложено по пакетикам и готово к использованию.

Эпилог: в случае крайней необходимости ремонт предохранителей это реально, даже номиналом в 0,5 А. Наличие микрометра обязательно.

По похожей стратегии можно чинить и автомобильные предохранители (плавкие вставки) и многие другие. Подражал тульскому «Левше» Babay .

Обсудить статью РЕМОНТ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

Плавкий предохранитель – это установочное изделие, предназначенное для защиты электроприборов путем отключения подачи на них электроэнергии при превышении допустимой величины тока способом расплавления установленной в предохранителе калиброванной проволоки.

Для защиты электрической проводки и дорогостоящей радиоаппаратуры от короткого замыкания, бросков тока в питающей сети и обеспечения безопасной эксплуатации электроприборов широко используются плавкие вставки – предохранители. Они выпускаются разных конструкций, типоразмеров и на любые токи защиты.

Рассмотренная технология ремонта предохранителей при соблюдении всех условий обеспечит его защитную функцию. Но не каждый имеет опыт работы с паяльником и измерения диаметра проволоки. Да и в любом случае предохранитель промышленного изготовления будет работать надежнее.

Квартирную электропроводку раньше тоже защищали исключительно с помощью плавких предохранителей, установленных в пробки. В настоящее время для защиты электропроводки применяются более надежные многоразовые приборы защиты от коротких замыканий – автоматические выключатели . В электроприборах же, более лучшей защиты от коротких замыканий, чем плавкий предохранитель пока ничего не придумали. Особенно актуально применение плавких предохранителей в автомобилях, так как они являются единственным надежным и дешевым средством защиты от короткого замыкания.

Условное графическое обозначение
плавкого предохранителя

Условное графическое обозначение плавкого предохранителя на схемах похоже на обозначения сопротивления, и отличается только тем, что через середину прямоугольника линия проходит не разрываясь. Рядом с условным обозначением обычно пишется и буквенное обозначение Пр. или F. Иногда на схемах просто пишут thermal fuse или fuse. После буквы часто указывают ток защиты предохранителя, например F 1 А, обозначает, что в схеме установлен предохранитель на ток защиты 1 ампер.

При эксплуатации предохранители выходят из строя, и их приходится заменять новыми. Считается, что предохранители ремонту не подлежат. Но если к делу ремонта подойти грамотно, то практически любой предохранитель можно с успехом отремонтировать и использовать повторно. Ведь корпус предохранителя остается целым, а перегорает только тонкая калиброванная проволока, размещенная внутри корпуса. Если перегоревшую проволоку заменить на такую же, то предохранитель сможет служить дальше.

Принцип работы предохранителя на видеоролике

При прохождении электрического тока меньше предельно допустимого, калиброванная проволока, соединяющая контакты предохранителя, нагревается до температуры около 70˚С. В случае превышения тока номинала предохранителя, проволока начинает нагреваться сильнее и при достижении температуры плавления металла, из которого она сделана – расплавляется, электрическая цепь разрывается, и течение тока прекращается.

Поэтому предохранитель и назвали плавким или плавкой вставкой. Видеоролик представлен в замедленном виде, для того, чтобы было хорошо видно, как происходит перегорание провода в предохранителе. В реальных условиях провод в предохранителе перегорает практически мгновенно.

Предохранитель защищает от превышения тока в цепи и, не имеет значения напряжение питающей сети, в которой он установлен, это может быть батарейка на 1,5 В, и автомобильный аккумулятор на 12 В или 24 В, сеть переменного напряжения 220 В, трехфазная сеть на 380 В. То есть Вы можете установить один и тот же предохранитель, например номиналом 1 А и в колодке предохранителей автомобиля, и в фонарике и в распределительном щите 380 В. Все типы плавких предохранителей отличаются только внешним видом и конструкцией, а работают по одному принципу – при превышении заданного тока в цепи, в предохранителе из-за нагрева расплавляется проволока.

Основных причин выхода из строя предохранителя две, из-за бросков питающего напряжения или поломки внутри самой радиоаппаратуры. Редко, но встречаются отказы предохранителя и по причине плохого его качества.

Многие думают, что предохранитель ремонту не подлежит. Но это не совсем так. В экстренной ситуации, когда под рукой нет запасного и, например, из-за отказавшегося работать авто в пути или усилителя, и срывается музыкальное сопровождение школьного бала или свадьбы, а все магазины уже закрыты, выбирать не приходится.

При грамотном подходе можно с успехом восстановить для временного использования до замены новым перегоревший предохранитель, сохранив его защитные функции. Зачастую такие проблемы решают банальным замыканием контактов держателя предохранителя любой попавшейся проволокой, а еще хуже, просто вставляют вместо предохранителя гвоздь или кусок толстой проволоки. Такое решение может окончательно все испортить и способствует возникновению пожара.

Типы плавких предохранителей

По назначению и конструкции плавкие предохранители бывают следующих типов:

• Вилочные (в основном применяются для защиты электропроводки и приборов в автомобилях);
• С слаботочными вставками для защиты электроприборов с током потребления до 6 ампер;
• Пробковые (устанавливаются в щитках жилых домов, рассчитаны на ток защиты до 63 ампер);
• Ножевые (применяются в промышленности для защиты сетей при токе потребления до 1250 ампер);
• Газогенерирующие;
• Кварцевые.

Рассмотренная в статье технология ремонта предназначена для восстановления вилочных, со слаботочными вставками, пробковых и ножевого типа предохранителей.

Трубчатые плавкие предохранители

Предохранитель трубчатой конструкции представляет собой стеклянную или керамическую трубочку, закрытую с торцов металлическими колпачками, которые соединены между собой проволокой калиброванной по диаметру, проходящей внутри трубочки. Внешний вид трубчатых плавких предохранителей Вы видите на фотографии.

К колпачкам проволока приваривается точечной сваркой или припаивается припоем. В предохранителях, рассчитанных на очень большие токи, часто полость внутри трубочки заполняют кварцевым песком.

Автомобильные плавкие предохранители

Предохранители в автомобилях выходят из строя очень редко. Обычно только в случаях, когда отказывает оборудование. Чаще всего при перегорании лампочек у фар . Дело в том, что когда обрывается нить накаливания у лампочки, образуется Вольтова дуга, нить при этом сгорает и становится короче, сопротивление резко уменьшается и величина тока многократно увеличивается.

Бывает, плавкий предохранитель в автомобиле сгорает и при заклинивании стеклоочистителей. Реже при коротких замыканиях в электропроводке. На фотографии Вы видите широко применяемые автомобильные плавкие предохранители ножевого (вилочного) типа. Под каждым предохранителем приведен ток его защиты в амперах.

Перегоревший предохранитель в авто положено заменять предохранителем такого же номинала, но можно его и отремонтировать, заменив перегоревший в предохранителе провод медным соответствующего диаметра. Напряжение бортовой сети автомобиля значения не имеет. Главное – соответствие тока защиты. Если трудно определить номинал сгоревшего авто предохранителя, то можно воспользоваться цветовой маркировкой.

Цветовая маркировка автомобильных предохранителей

Формула для расчета диаметра проволоки предохранителя
по мощности электроприбора

Мощность часто указывают на этикетках, приклеенных на изделиях. Если на изделии указана потребляемая мощность, то можно рассчитать номинальный ток предохранителя по ниже приведенной формуле.

где I nom – номинальный ток защиты предохранителя, А; P max – максимальная мощность нагрузки, Вт; U – напряжение питающей сети, В.

Но гораздо удобнее воспользоваться готовыми данными из таблиц. Обратите внимание, первая таблица служит для выбора номинала предохранителя изделий, питающихся от бытовой электросети 220 В, а вторая, для изделий, используемых в автомобилях с напряжением бортовой сети 12 В.

Таблица для выбора номинала предохранителя в зависимости от потребляемой мощности электроприбора при питающем напряжении 220 В

Рассмотрим на примере как выбирать предохранитель.
Телевизор перестал работать после грозы. Определено, что сгорел предохранитель. Номинал его не известен. На этикетке задней крышки написано, что потребляемая мощность составляет 120 Вт, бывает, что пишут и 120 ВА. Это обозначение одной и той же мощности, но по стандартам разных стран. По таблице получается, что для электроприборов с максимальной потребляемой мощностью 120 Вт (ближайшее значение 150 Вт) является предохранитель на 1 А.

Методика подбора предохранителя для защиты бортовой электропроводки автомобиля ничем не отличается от выбора для бытовой электропроводки 220 В.

Таблица для выбора номинала предохранителя в зависимости от потребляемой мощности электроприбора при питающем напряжении 12 В (бортовая сеть автомобиля)

Если после двух замен предохранители каждый раз перегорали, значит, поврежден электроприбор и требуется уже его ремонт. Попытка установить предохранитель на больший ток может только нанести еще дополнительный вред изделию вплоть до не ремонтопригодности.

Калькулятор для расчета тока предохранителя

Если в таблицах нет данных для Вашего случая, например, напряжение питания изделия составляет 24 В или 110 В, то можете самостоятельно с помощью приведенного ниже онлайн калькулятора выполнить расчет.

При расчете на калькуляторе Вы получите точное значение тока. Для надежной работы предохранителя необходимо, чтобы его номинал был не менее чем на 5% больше. Например, если получено расчетное значение тока 1 А, то нужно брать предохранитель большего ближайшего номинала из стандартного ряда, то есть 2 А.

Иногда попытки определить номинал предохранителя считыванием информации не получается. На электроприборе надписей нет, на предохранителе не читаемая маркировка. При наличии амперметра, и опыта работы с ним, то вынув предохранитель и подключив амперметр к контактам колодки, в котором был установлен предохранитель, можно измерять ток и тем самым определить его номинал.

Но тут есть подводный камень. Если предохранитель вышел из строя из-за неисправности электроприбора, то ток может быть на много больше, чем должен быть, в дополнение можно еще и вывести из строя измерительный прибор.

Расчет диаметра проволоки плавкого предохранителя

Для ремонта предохранителя необходимо заменить перегоревшую проволоку. При производстве предохранителей на заводах используют, в зависимости от величины тока и быстродействия, калиброванные серебряные, медные, алюминиевые, никелиновые, оловянные, свинцовые и проволоки из других металлов.

Для изготовления предохранителя в домашних условиях доступна только красная медь калиброванного диаметра. Все электропровода сделаны из меди, и чем эластичней провод, тем тоньше в нем проводники и большее их количество. Поэтому вся ниже предложенная технология ориентирована на применение медной проволоки.

При выборе предохранителя для аппаратуры разработчики пользуются простым законом. Ток предохранителя должен быть больше максимально потребляемым изделием. Например, если максимальный ток потребления усилителя составляет 5 ампер, то предохранитель выбирается на 10 ампер. Первое, что необходимо найти на корпусе предохранителя его маркировку, из которой можно узнать, на какой ток он рассчитан. Часто величину тока пишут на корпусе изделия, рядом с местом установки предохранителя. Затем из ниже приведенной таблицы определить какого диаметра нужен провод.

Таблицы для выбора диаметра проволоки
в зависимости от тока защиты предохранителя

Для ремонта предохранителей на ток защиты от 0.25 до 50 ампер

		0,25	0.5	1.0	2.0	3.0	5.0	7.0	10.0	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0	40.0	45.0	50.0
Диаметр проволоки, мм	Медной	0.02	0.03	0.05	0.09	0.11	0.16	0.20	0.25	0.33	0.40	0.46	0.52	0.58	0.63	0.68	0.73
	Алюминиевой	-	-	0.07	0.10	0.14	0.19	0.25	0.30	0.40	0.48	0.56	0.64	0.70	0.77	0.83	0.89
	Стальной	-	-	0.32	0.20	0.25	0.35	0.45	0.55	0.72	0.87	1.00	1.15	1.26	1.38	1.50	1.60
	Оловянной	-	-	0.18	0.28	0.38	0.53	0.66	0.85	1.02	1.33	1.56	1.77	1.95	2.14	2.30	2.45

Для ремонта предохранителей на ток защиты от 60 до 300 Ампер

Ток защиты предохранителя, Ампер		60	70	80	90	100	120	160	180	200	225	250	275	300
Диаметр проволоки, мм	Медной	0.83	0.91	1.00	1.08	1.16	1.31	1.59	1.72	1.84	1.99	2.14	2.28	2.41
	Алюминиевой	1.00	1.10	1.22	1.32	1.42	1.60	1.94	2.10	2.25	2.45	2.60	2.80	2.95
	Стальной	1.80	2.00	2.20	2.38	2.55	2.85	3.20	3.70	4.05	4.40	4.70	5.0	5.30
	Оловянной	2.80	3.10	3.40	3.65	3.90	4.45	4.90	5.80	6.20	6.75	7.25	7.70	8.20

Формула для расчета диаметра медной проволоки
для предохранителя

Для определения более точных значений диаметра медной проволоки для ремонта предохранителя, или если требуется предохранитель на ток защиты, значения которого нет в таблице, можно воспользоваться ниже приведенной формулой.

где I пр – ток защиты предохранителя, А; d – диаметр медной проволоки, мм.

Как измерять диаметра проволоки

Диаметр тонкого провода лучше всего измерять микрометром . Если под рукой нет микрометра для измерения диаметра проволоки, то можно воспользоваться обыкновенной линейкой.

Нужно намотать 10-20 витков к витку проволоки на линейку, поделить количество закрытых миллиметров на количество намотанных витков. Получите диаметр. Например, у меня намотано 10 витков провода, и они закрыли 6,5 мм. Делим 6,5 на 10. Диаметр провода получается равным 0,65 мм. 0,05 мм занимает изоляция. Следовательно, реальный диаметр составляет 0,6 мм.

Такой провод подойдет для изготовления предохранителя на 30 А. Провод мотал толстый для большей наглядности. Чем больше намотаете витков на линейку, тем точнее будет результат измерений. Нужно наматывать не менее одного сантиметра. Если в наличии проволока малой длины, то намотайте ее на любой стержень, например, отвертку, зубочистку или карандаш, а линейкой измерьте ширину намотки.

Результаты измерений можете обработать с помощью онлайн калькулятора. Для определения диаметра провода достаточно в окошках ввести ширину намотки, количество витков и нажать «Рассчитать диаметр провода».

Ремонт плавкого предохранителя своими руками

Ремонт трубочного плавкого предохранителя

Первый самый простой. Проволока зачищается до блеска и наматывается на каждую чашку по несколько витков, затем предохранитель вставляется в держатель. Этот способ не надежен, и воспользоваться им можно, как временной мерой. Благодаря своей простоте он позволяет оперативно проверить исправность электроприбора. Если при включении проволока расплавилась, значить дело не в предохранителе, и требуется более квалифицированный ремонт.

Второй способ несколько сложней. Но тоже не требует применения пайки. Нужно прогреть по очереди чашки зажигалкой или на газовой плите и удерживая через ткань руками снять их со стеклянной трубки. Нагревать можно и паяльником. Внутри чашки для хорошего контакта нужно тщательно очистить от остатков клея.

Продеть зачищенную от изоляции проволоку через трубку по диагонали, загнуть ее концы вдоль трубки и надеть на место чашки. Плавкий предохранитель отремонтирован.

Третий способ по сути такой же, как и первых два. Но отремонтированный предохранитель практически не отличается от нового. Ремонт выполняется следующим образом.

Заводская калиброванная проволока при изготовлении предохранителя продевается в отверстия в торцах чашек и фиксируется припоем. Для того, чтобы вставить новую проволоку необходимо паяльником разогреть торцы чашек и зубочисткой или заточенной деревянной палочкой освободить отверстия в торцах чашек от припоя. Далее выполнить описанную выше заводскую операцию.

Бывает отверстия в чашках очень маленького диаметра и сложно их очистить от припоя. Тогда при наличии технической возможности проще просверлить отверстия сверлом диаметром 1-2 мм или расширить граненым шилом

Предложенная технология ремонта предохранителей и плавких вставок с успехом может быть применена для восстановления практически любых типов плавких предохранителей.

Ремонт автомобильного предохранителя ножевого типа

Технология ремонта автомобильного предохранителя ничем не отличается от технологии ремонта трубчатого, даже проще, так как нет необходимости заниматься его разборкой.

Сначала нужно наждачной бумагой или надфилем зачистить ножи предохранителя у его основания полоской в несколько миллиметров и залудить эти места припоем .

При залуживании столкнулся с тем, что при использовании спирто-канифольного флюса припой не хотел растекаться по поверхности ножей. Пришлось применить флюс «ФИМ», предназначенный для пайки меди, серебра, константана, платины и черных металлов. Основой флюса является ортофосфорная кислота. Я его всегда использую для пайки, если канифоль не подходит. Остатки флюса ФИМ удаляются промывкой водой.

Предохранитель был рассчитан на ток защиты 10 А, поэтому в соответствии с приведенной выше таблицей для ремонта был взят провод ⌀0,25 мм. Проводу была придана форма петли, как показано на фотографии, и концы его залужены припоем.

После всех подготовительных работ осталось только завести петлю провода внутрь корпуса предохранителя и припаять концы к ножкам.

Растекшийся припой можно срезать ножом, удалить с помощью наждачной бумаги или сточить надфилем.

Автомобильный предохранитель отремонтирован, и теперь его можно повторно использовать для защиты цепей в электропроводке автомобиля. Если после установки отремонтированного предохранителя он опять перегорел, то нужно искать неисправность в электрооборудовании автомобиля.

Как сделать индикатор перегорания предохранителя своими руками

В продаже есть автомобильные предохранители с индикатором их неисправности. В корпусе предохранителя вмонтирована миниатюрная лампочка накаливания или светодиод, начинающие светиться при перегорании предохранителя. Такой индикатор перегорания авто предохранителя можно собрать своими руками по ниже предложенной на фотографии электрической схеме.

Для этого достаточно подсоединить параллельно контактам предохранителя, любой светодиод VD1 через токоограничивающий резистор R1 или миниатюрную лампочку, рассчитанную на напряжение 12 В. Индикатор перегорания предохранителя можно смонтировать как в корпусе предохранителя, так и установить на колодке его держателя. Второй вариант предпочтительнее, так как при замене предохранителя индикатор останется на месте. Индикатор не будет светить при перегоревшем предохранителе, если не подключена нагрузка.

Приведенная на фотографии схема индикатора перегорания предохранителя или срабатывании автоматического выключателя с успехом может работать и в бытовой электросети при питающем напряжении 220 В.

Достаточно увеличить номинал резистора R1 до 300-500 кОм и для защиты светодиода VD1 от пробоя обратным напряжение дополнить схему диодом VD2 любого типа, рассчитанного на обратное напряжение не менее 300 В. Подойдет, например, широко применяемый отечественный диод КД109Б или импортный 1N4004.

Для сети переменного тока 220 В можно индикатор перегорания предохранителя или автоматического выключателя сделать на неоновой лампочке.

Было бы преступлением не упомянуть здесь плавкие предохранители. Как и другие типы предохранительных устройств они призваны защищать участок цепи от губительных перепадов питающего тока.

Плавкие предохранители

Отличительная особенность таких предохранителей - их очевидная простота. Устройство представляет собой не что иное, как участок проволоки небольшого диаметра. Последняя легко плавится при превышении силы тока сверх заданного порога.

Конечно, у такого метода защиты есть очевидный недостаток – время реакции (плавление проволоки не происходит мгновенно). То есть от кратковременных, но от этого не менее губительных, импульсов тока он не спасет. Зато он очень эффективен при коротких замыканиях в сети или при превышении допустимой нагрузки.

Принцип работы основывается на тепловой работе, которую совершает ток при прохождении через проводники (и напряжение здесь не имеет особого значения).

Сила тока = Максимально допустимая мощность цепи / Напряжение

То есть максимальная сила тока, которую должен выдерживать плавкий предохранитель в цепи питания 220 В при максимальной нагрузке в 3 кВт – около 15 А.

Ввиду того, что плавкость зависит от множества факторов (диаметр проволоки, теплоотводящая способность окружающей среды, материал, из которого изготовлена проволока, и т.п.), то чаще всего сгоревший элемент меняют согласно готовым расчетам из таблицы ниже (для наиболее популярных металлов).

Таблица 1

Предохранители на реле

Как и было сказано выше, плавкие предохранители имеют серьезный недостаток – время реакции. Кроме того, сгоревший элемент необходимо полностью менять (требуется замена проволоки или всего предохранителя).

В качестве альтернативы можно рассмотреть реле.

Один из примеров реализации такой схемы ниже.

Рис. 1. Схема реле

При коротком замыкании в питаемой цепи резко возрастает ток, вследствие чего составной транзистор (VT1 VT2) запирается и всё напряжение прикладывается к первому реле, которое, в результате срабатывания, размыкает второе реле и ток остается только на закрытом составном транзисторе.

Обозначенный блок рассчитан только на цепи, ток питания которых не превышает 1,6А, что может быть неудобно для разных задач.

Её можно немного переделать так.

Рис. 2. Переделанная схема реле

Номинал R4 не прописан специально, так как он требует расчета в зависимости от параметров питаемой цепи.

В качестве основы можно использовать готовые показатели в таблице ниже.

Таблица 2

Обе приведенные схемы рассчитаны на работу только в цепях питания 12 В.

Электронные предохранители без реле

Если ваша схема питается током до 5 А и напряжением до 25 В, то вам определенно понравится схема ниже. Порог срабатывания может быть настроен подстроечным резистором, а время реакции можно задать с помощью конденсатора.

Рис. 3. Схема предохранителя без реле

Ввиду того, что под постоянной нагрузкой транзистор может греться, его лучше всего разместить на теплоотводе.

В качестве альтернативной реализации, но с тем же принципом.

Рис. 4. Схема предохранителя без реле

Еще более простой электронный предохранитель с минимумом деталей на схеме ниже.

Рис. 5. Схема электронного предохранителя с минимумом деталей

При возникновении короткого замыкания транзистор блокируется на непродолжительное время. Если блокировка будет снята, а короткое замыкание останется, то "предохранитель" снова сработает и так до тех пор, пока в питаемой цепи не будет устранена проблема. То есть такой предохранитель не требует включения или выключения. Единственный его недостаток – постоянное включение прямой нагрузки в цепи в виде резистора R3.

Электронный предохранитель для 220 В

Схемы электронных предохранителей, приведенные выше, могут работать только в цепях с постоянным питанием. Но что, если вам нужен быстродействующий предохранитель для защиты питания в цепях с переменным током 220 В?

Можно использовать схему блока защиты от перегрузок ниже.

Рис. 6. Схема блока защиты от перегрузок

Максимальный ток срабатывания этой схемы, выполненной на стабилизаторе 7906 – 2А.

T1 – транзистор TIC225M, а

T2 - BTA12-600CW (замена не допустима).

В качестве более простых альтернатив для цепей с переменным током могут выступать следующие.

Ни одна электрическая сеть не может гарантировать своим потребителям постоянное напряжение. Причем скачок напряжения может случиться в любой момент, и предугадать его заранее, выключив из сети всю аппаратуру, просто невозможно. Именно поэтому одним из важных элементов электропроводки и бытовых приборов является предохранитель из медной проволоки или плавкая вставка, защищающая оборудование от короткого замыкания.

С принципом действия таких предохранителей раньше сталкивались практически все жители нашей страны, так как именно они служили защитным элементом бытовой электропроводки в квартирах и домах. Ими оснащались те самые пробки, которые при непосильной нагрузке на сеть отключали электропитание. В большинстве случаев это происходило именно из-за того, что в предохранителе перегорала медная проволока. Сегодня такое оборудование встречается крайне редко - разве что в старых деревенских домах. Вместо них используются более современные приборы - автоматические выключатели многоразового использования. Они срабатывают на недопустимое превышение напряжения в сети. После того, как опасность короткого замыкания исчезнет, выключатель можно снова включить.

Что касается бытовых приборов, то в большинстве из них и сегодня имеются предохранители из медной проволоки, и надо сказать, что более надежного способа защитить прибор от непосильного для него напряжения пока не существует. Кроме того, плавкие вставки используются в автомобилях и являются на сегодняшний день самым надежным (и самым, кстати, дешевым) средством защиты электрической части авто от выхода из строя вследствие короткого замыкания.

Как выглядят и действуют предохранители из медной проволоки.

По своему внешнему виду предохранитель - это стеклянная или керамическая колба, внутри которой натянута медная калиброванная проволока. Она присоединяется к контактам элемента, расположенным в металлических колпачках, с помощью пайки или точечной сварки. Диаметр проволоки зависит от того тока, на который рассчитан предохранитель. Колба (трубка) изделия с большим номинальным током иногда заполняется кварцевым песком. Из-за своего внешнего вида такие предохранители получили название трубчатых.

Еще одним распространенным видом данного устройства являются автомобильные плавкие вставки ножевого типа. В зависимости от номинала тока они окрашиваются в разные цвета:

• 5 А - оранжевый;
• 7,5 А - коричневый;
• 10 А - красный;
• 15 А - голубой;
• 20 А - желтый;
• 25 А - бесцветный (прозрачный);
• 30 А - зеленый;
• 40 А - фиолетовый;
• 60 А - синий;
• 70 А - черный.

Принцип действия вставки предельно прост. Предохранитель включается в сеть, и по проволоке начинает течь электрический ток. Проволока при этом нагревается. До тех пор, пока ток не превышает номинал, заложенный в предохранителе, температура проволоки сохраняется на уровне примерно 70 градусов Цельсия. Как только значения тока превышают допустимые границы, нагрев проволоки увеличивается до температуры плавления меди, она теряет свою целостность, разрывая таким образом электрическую цепь. Происходит все это очень быстро, практически за доли секунды. Именно из-за такого принципа действия предохранители с медной проволокой и получили название плавких вставок.

Существуют разные типы и виды подобных вставок. Но независимо от этого все они действуют одинаково: входящая в их состав медная проволока расплавляется, и течение тока прерывается.

Очень важно понять, что предохранитель «срабатывает» именно при превышении допустимого значения тока, а вот напряжение в сети не имеет для него никакого значения. Другими словами, один и тот же элемент может быть установлен и в 12-вольтовом зарядном устройстве, и в однофазной, и в трехфазной сети.

Естественно, может возникнуть вопрос: мы говорим о том, что устройство защищает от скачков напряжения в сети, и тут же утверждаем, что напряжение для него не важно, как такое возможно? На самом деле здесь достаточно вспомнить школьный курс физики, а именно закон Ома, который гласит, что сила тока на участке цепи прямо пропорциональная напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению. Другими словами, чем выше напряжение, тем выше и сила тока, учитывая, что сопротивление проводника (медной проволоки определенного диаметра) в любом случае остается неизменным.

Перегореть вставка может не только из-за скачков напряжения в сети, то есть из-за превышения номинальных показателей тока, но и из-за неисправности внутри самого прибора, в котором он установлен. Определить причину выхода вставки из строя вы можете самостоятельно - если после двукратной замены элемент вновь перегорает, значит, неисправен сам прибор. Иногда случается и ситуация, когда причиной выхода из строя вставки является ее низкое качество, но такое встречается редко.

Что же делать в случае поломки предохранителя?

Бытует мнение о том, что плавкая вставка - это элемент, не подлежащий ремонту. И единственный выход в том случае, если она перегорела - замена. Причем очень важно правильно подобрать новый предохранитель с сохранением его номинала, то есть предельно допустимого тока - иначе перегорит уже не он, а весь прибор. Если определить номинал по сгоревшему изделию не удается, тогда выбирать его надо на основании мощности прибора, которая, как правило, указывается на его корпусе или на этикетке. Для того чтобы рассчитать ток, можно воспользоваться формулой:

I nom = P max / U , где

I nom - номинал предохранителя, измеряемый в амперах (А);

P max - максимальная мощность прибора, измеряемая в ваттах (Вт);

U - напряжение в электрической сети, откуда происходит питание, в вольтах (В).

Другой способ определить требуемый номинал вставки - посмотреть его в специальной таблице, где указывается, какой стандартный предохранитель используется для той или иной максимальной мощности прибора:

• 10 Вт - 0,1 А
• 50 Вт - 0,25 А
• 100 Вт - 0,5 А
• 150 Вт - 1 А
• 250 Вт - 2 А
• 500 Вт - 3 А
• 800 Вт - 4 А
• 1000 Вт - 5 А
• 1200 Вт - 6 А
• 1600 Вт - 8 А
• 2000 Вт - 10 А
• 2500 Вт - 12 А
• 3000 Вт - 15 А
• 4000 Вт - 20 А
• 6000 Вт - 30 А
• 8000 Вт - 40 А
• 10000 Вт - 50 А

Но во многих ситуациях заменить предохранитель на новый не получается. Например, когда перегорел плавкий элемент в автомобильной электрике, а вы находитесь далеко от магазинов, где можно купить замену. В этом случае стоит знать, что практически любой вышедший из строя предохранитель можно «реанимировать». Ведь в большинстве случаев единственное, что отличает рабочий элемент от нерабочего - это перегоревшая медная проволока. А ее всегда можно заменить, причем не меняя технических характеристик самого изделия. Главное условие - сохранение диаметра проволоки, тогда прибор будет работать, как прежде.

Как отремонтировать предохранитель.

При промышленном изготовлении предохранителей используются проволоки из различных материалов (медь, алюминий, олово, свинец, никель, серебро и т.д.) - все зависит от величины тока и требований к скорости реакции устройства при превышении номинала.

При ремонте вставки возможен только один вариант - использование проволочки из красной меди. Найти такую проволочку совсем не сложно - наверняка, у любого мастера имеются небольшие отрезки проводов, оставшиеся после прокладки или ремонта электропроводки.

Главная задача - правильно определить диаметр проволоки, исходя их номинала предохранителя. Если этот параметр определить по самому элементу не удается (например, цифра стала нечитаемой), за основу берется мощность прибора. При этом необходимо соблюдать одно важное правило - предельно допустимый ток вставки должен быть больше тока, требующегося прибору при работе в максимальном режиме. Например, если изделие рассчитано на максимальный ток в 1 ампер, то выбирается защитный элемент на 2 ампера. После того как вы определитесь с номиналом предохранителя, следует выбрать диаметр проволоки с помощью следующих данных:

• для предохранителя на ток 0,25 А требуется проволока диаметром 0,02 мм;
• предохранитель 0,5 А - диаметр проволоки 0,03 мм;
• 1 А - 0,05 мм;
• 2 А - 0,09 мм;
• 3 А - 0,11 мм;
• 5 А - 0,16 мм;
• 7 А - 0,20 мм;
• 10 А - 0,25 мм;
• 15 А - 0,33 мм;
• 20 А - 0,40 мм;
• 25 А - 0,46 мм;
• 30 А - 0,52 мм;
• 35 А - 0,58 мм;
• 40 А - 0,63 мм;
• 45 А - 0,68 мм;
• 50 А - 0,73 мм;
• 60 А - 0,83 мм;
• 70 А - 0,91 мм.

Следующим этапом надо определить диаметр имеющейся у вас проволоки. Для этого существует специальный инструмент - микрометр. Но назвать его очень распространенным сложно. Как правило, имеется он только у мастеров, занимающихся такой работой профессионально. Определить диаметр проволоки можно и с помощью обычной линейки. Для этого на линейку надо плотно намотать несколько витков проволоки (она должна занимать не меньше 1 см), а потом разделить количество закрытых миллиметров на количество витков. В результате получится диаметр проволоки. Если длина имеющегося отрезка не позволяет сделать намотку прямо на линейку, воспользуйтесь любым другим предметом - например, карандашом или спичкой.

После этого можно приступать непосредственно к ремонту предохранителя. Самым простым способом является зачистка проволоки и намотка ее на металлические колпачки трубчатой вставки. Требуется сделать несколько витков, чтобы проволока держалась прочно. Правда, этот способ сложно назвать очень надежным, и чаще всего им пользуются, когда хотят проверить, исправен ли сам прибор. Если после установки такого элемента в цепь проволока перегорит, значит, прибор требует ремонта.

Более сложный, но и более надежный способ ремонта вставки заключается в следующем:

• прогреваем металлические колпачки с помощью газовой конфорки или обычной зажигалки и снимаем их со стеклянной колбы, придерживая ее аккуратно через ткань;
• если внутри колпачков остался клей, его надо удалить - это поможет сделать контакт более плотным;
• проволоку зачищаем и по диагонали пропускаем через колбу;
• надеваем колпачки.

Для того чтобы более надежно зафиксировать проволоку в колпачках, ее можно припаять, попустив через отверстия в торцах колпачков. В этом случае отремонтированный предохранитель не будет абсолютно ничем отличаться от заводского.