Как сделать предохранитель своими руками?

Предохранитель из медной проволоки: разновидности, принцип действия и ремонт

Содержание:

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 – 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.

Ремонт предохранителей: пошаговая инструкция, фото

1. Принцип действия
2. Последовательность ремонта
3. Видео

Несмотря на повсеместное внедрение автоматических выключателей, плавкие предохранители еще применяются для защиты от коротких замыканий и перегрузок. В некоторых домах и квартирах их еще не успели заменить. Но в электроустановках предохранители используют из-за их достоинств:

• они дешевые;
• скорость отключения коротких замыканий выше, чем у автоматов;
• гарантированное отключение коротких замыканий в связи с отсутствием подвижных частей и узлов;
• лучшее гашение дуги;
• габариты трех предохранителей меньше, чем у автоматического выключателя на тот же ток;
• динамическая устойчивость к токам короткого замыкания ограничивается только типом применяемых изоляторов, на которых устанавливаются предохранители.

В бытовой аппаратуре и электронных изделиях предохранители также применяются до сих пор и будут использоваться для ее защиты еще долгое время. Связано это с небольшими габаритами, надежностью и дешевизной. В некоторых устройствах вместо них используют термореле, но в изделиях, где возникновения замыкания маловероятно, применение предохранителей экономически оправданным. Особенно там, где выход их из строя требует ремонта защищаемого оборудования в специализированных мастерских. Применение же термореле актуальнее в удлинителях, где вероятность замыканий и перегрузок выше, а защита розетки, к которой он подключен, не обеспечивает скоростное отключение при ненормальных режимах работы.

Модели предохранителей, применяемые в промышленных электроустановках, комплектуются сменными плавкими вставками. Корпус предохранителя после короткого замыкания не заменяется, если он не получил механических повреждений, и изоляция не потеряла своих свойств под воздействием электрической дуги. Применение вставок создает дополнительное достоинство: в один и тот же корпус устанавливаются сменные элементы, рассчитанные на различные номинальные токи. Это позволяет унифицировать места для расположения предохранителей в распределительных устройствах, и гибко реагировать на изменение мощности нагрузки, изменяя номинальный ток вставки.

Предохранители, применяемые в бытовой аппаратуре, также унифицируются, но замена вставки в их корпусе не предусматривается. Плавкая вставка представляет собой проволочку из специального материала, расположенную внутри стеклянного или керамического корпуса в виде трубки. Концы проволочки припаяны к металлическим колпачкам по краям трубки, служащими одновременно выводами для подключения предохранителя в электрическую цепь. Такой предохранитель после срабатывания заменяется целиком.

Принцип действия предохранителя

При прохождении электрического тока проводники нагреваются. Чем больше ток или меньше сечение проводника, тем нагрев сильнее. При достижении некоторой величины, называемой током плавления, проводник плавится и разрушается, разрывая тем самым электрическую цепь.

Но этого недостаточно. В момент разрыва ток короткого замыкания может не прерываться, а продолжит проходить через предохранитель через электрическую дугу, возникающую за счет ионизации газа внутри него. Для ее гашения используются три метода:

Заполнение полости внутри предохранителя веществом, не поддерживающим горение. Для этого используют кварцевый песок. Заполняя предохранитель, он вытесняет оттуда воздух, способный ионизироваться.

Дробление дуги на части за счет перегорания вставки одновременно в нескольких местах.

Применение подпружиненных вставок. После их перегорания пружинка освобождается и резко увеличивает расстояние между контактами, вытягивая дугу и заставляя ее гаснуть.

Последовательность ремонта предохранителей

Ремонт предохранителей со сменными вставками заключается в их замене новыми, рассчитанными на тот же ток.

Номинальный ток вставки указывается на ее поверхности в тех местах, которые не страдают при плавлении. Дополнительно ток вставки предохранителя указывают рядом с ним на корпусе устройства, а на промышленных объектах на корпус предохранителя дополнительно вешают бирку.

• Смотрите также, инструкцию по ремонту светодиодной лампы на 220 В

При появлении трещин, копоти, металлизации от действия электрической дуги на корпусе его заменяют. Любой дефект, способный ухудшить дугогасящие свойства предохранителя, приведет к проблемам при отключении следующего короткого замыкания: корпус расплавится, дуга перекинется на соседние контакты. Распределительное устройство отключится целиком и получит повреждения.

Предохранители в бытовой аппаратуре меняются целиком. В предохранителях типа «пробка» заменяется плавкая вставка. Но не всегда под рукой оказываются вставки на нужный ток. Иногда возникает необходимость временно отремонтировать предохранитель, но при этом обеспечить безаварийную работу защищаемого устройства.

Электрики давно решают эту проблему установкой вместо вставки тонкой медной проволочки, называемой «жучком». Но при его установке нужно учитывать два главных правила, соблюдение которых позволит сохранить безопасность отремонтированного предохранителя:

Проволочку нельзя наматывать снаружи корпуса. Она должна находиться на том же месте, где была сгоревшая вставка. Иначе при плавлении «жучок» станет причиной пожара или масштабного короткого замыкания.

Толщина (сечение) проволочки должна быть такой, чтобы ее ток плавления соответствовал номинальному току ремонтируемого предохранителя. Удобнее применять в качестве вставки обмоточный провод, диаметры которого имеют широкий ассортимент.

Вот так делать нельзя:

Для правильного выбора сечения провода служит таблица:

Как сделать предохранитель своими руками?

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».

Таблица зависимости тока плавления от диаметра проволоки

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.

Электронный предохранитель для блока питания

Я нашел ее в интернете. Немного о работе этого предохранителя. Устройство предназначено для бесконтактного аварийного отключения питания от электронного прибора при токах, превышающих определенное значение. Для этих целей ставятся обычно плавкие предохранители, но быстродействие их таково, что сначала выгорает вся электроника и лишь потом сгорает предохранитель. Электронный же предохранитель отключает нагрузку гораздо быстрее и вероятность повреждения от перенапряжения, или непредвиденного повышения тока потребления резко сокращается.

Главным элементом схемы является транзистор VT2, который в нормальном состоянии открыт и падение напряжения на нем минимально. Светодиод VD1 погашен. При увеличении потребляемого тока падение напряжения на транзисторе увеличивается, и начинает открывать транзистор VT1. В результате этого процесса транзистор VT1 быстро открывается, а VT2 – закрывается, и отключает нагрузку от источника питания. При этом загорается индикатор перегрузки светодиод VD1. При устранении короткого замыкания, или же отключении нагрузки от электронного предохранителя, работоспособность устройства восстанавливается.

Подключается предохранитель между выходом блока питания и нагрузкой. Все это показано на схеме. Для сборки этого устройства нам понадобятся следующие детали и инструменты

1 – монтажная или печатная плата небольшого размера, например , 5 на 5 см; транзистор КТ817; транзистор КТ315; светодиод АЛ 307в, желательно красный; резисторы МЛТ 0,25 вт 360 ом; 0,125 вт 1,5 ком; 0,5 вт 91 ом; 0,25 вт 450 ом; монтажные провода. 2 – паяльник; припой; пинцет; кусачки; пассатижи; мультиметр; автомобильная лампа 12 в на 21 вт– для подключения ее вместо нагрузки. Собираем следующим образом.

Шаг 1. Проверяем все детали при помощи мультиметра, так как среди них есть и Б/У

Шаг 3. Подключаем собранное устройство к выходу блока питания согласно схеме, а к выходу предохранителя подключаем нагрузку, например, автомобильную лампу 12 в 21 вт. При указанных номиналах устройство срабатывает при токе 1А и напряжении питания 9В.

Для изменения характеристик предохранителя номиналы резисторов R3 и R4 придется пересчитать по приведенным ниже формулам.

R3= Uвх *Вст/Iн. maх,

где Uвх –входное напряжение в вольтах; В ст. –статический коэффициент передачи тока транзистора VT2 ; I н.maх – ток нагрузки максимальный в амперах.

R4 при токах до 1,5 А рассчитывается из условия: R4 = 0,05* Uвх( ком). При токах 1,5А— 10А , R4= 0,02* Uвх .(ком).

Шаг 4 . Проверяем работу электронного предохранителя. Для этого на выход предохранителя подключаем автомобильную лампу 12 в 21 вт с током потребления более 1- 1,5 А. Так как предохранитель рассчитан на срабатывание при токе 1А, то лампа тут же погаснет, и загорится индикатор перегрузки светодиод VD1. В таком состоянии предохранитель будет находиться сколько угодно времени, пока не будет отключена нагрузка (лампа) от его выхода. После отключения нагрузки, работа устройства восстанавливается автоматически. Это говорит о том, что схема работает. При минимуме деталей предохранитель работает довольно – таки не плохо, и лампа цела, и блок питания не сгорел.

Вот вроде бы и все.
Желаю всем вам удачи в создании своих самоделок.

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных