Cầu chì điện là gì và nó hoạt động như thế nào?

Nhiều thành phần điện trong nhà của bạn có được sự an toàn nhờ cầu chì.

Bất cứ khi nào bạn gặp phải tình trạng điện áp tăng vọt nhưng vẫn thấy rằng ổ cắm mở rộng của mình chưa bị cháy, thì cầu chì, nếu được sử dụng, là thành phần đảm bảo trường hợp đó xảy ra.

Cầu chì là gì và nó hoạt động như thế nào?

Hướng dẫn của chúng tôi cố gắng trả lời những câu hỏi này hôm nay khi chúng tôi trình bày mọi thứ bạn cần biết về một loại, bao gồm các loại khác nhau và cầu chì khác với cầu dao như thế nào.

Hãy bắt tay vào công việc.

Cầu chì là gì?

Cầu chì điện là một thiết bị nhỏ với một dải dây dẫn mỏng giúp bảo vệ nhà cửa và các thiết bị điện khỏi các dòng điện quá mức. Đây là một thiết bị bảo vệ điện cắt điện cho một thiết bị hoặc hệ thống điện khi dòng điện chạy qua vượt quá giá trị khuyến nghị.

Điện không chỉ là một yếu tố gây nguy cơ điện giật cho chúng ta. Giống như con người có lượng điện áp tối đa có thể đi qua cơ thể mà không gây tử vong, các thiết bị và hệ thống điện của bạn thường có định mức dòng điện và điện áp riêng. 

Khi nguồn điện vượt quá các giới hạn này, hệ thống điện của bạn sẽ bị giáng một đòn chí mạng. Trong gia đình và doanh nghiệp, điều này có nghĩa là chi rất nhiều tiền để sửa chữa hoặc thậm chí thay thế các thiết bị và đồ gia dụng đắt tiền. 

Đôi khi một sự đột biến như vậy, khi không có sự bảo vệ, thậm chí có thể gây ra hỏa hoạn và rất nguy hiểm cho một người. Để bảo vệ chống lại các tác động bất lợi của quá dòng, một cầu chì sẽ phát huy tác dụng.

Cầu chì làm gì?

Để bảo vệ khỏi điện áp tăng đột biến, một dải dẫn điện mỏng trong cầu chì sẽ bị nóng chảy và ngắt mạch điện. Do đó, dòng điện đến các thành phần khác trong mạch bị gián đoạn và các thành phần này được cứu khỏi bị cháy. Cầu chì được sử dụng như một nạn nhân để bảo vệ quá dòng. 

Dây dẫn mỏng là dây bên trong hoặc phần tử làm bằng kẽm, đồng hoặc nhôm, cũng như các kim loại có thể dự đoán khác.

Cầu chì được lắp nối tiếp trong mạch sao cho toàn bộ dòng điện chạy qua nó. Trong chính cầu chì, các dây được lắp đặt giữa hai cực và tiếp xúc với các cực ở cả hai đầu. 

Ngoài việc bị nổ do cung cấp điện quá mức, cầu chì còn bị nổ khi có sự cố đoản mạch hoặc chạm đất.

Lỗi chạm đất xảy ra khi có một dây dẫn lạ trong mạch đóng vai trò nối đất thay thế.

Hiện tượng đoản mạch này có thể do tay người hoặc bất kỳ vật kim loại nào tiếp xúc với dây dẫn mang điện gây ra. Cầu chì điện được thiết kế cho việc này cũng bị đứt hoặc chảy.

Tìm hiểu xem cầu chì có bị nổ hay không tương đối dễ dàng. Bạn có thể kiểm tra trực quan các loại dây trong suốt xem dây có bị đứt, chảy hay cháy không.

Bạn cũng có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra tính liên tục của cầu chì. Đây là phương pháp chẩn đoán chính xác nhất.

Đặc điểm của cầu chì điện

Cầu chì có nhiều kiểu dáng và xếp hạng khác nhau. Xếp hạng cầu chì là lượng dòng điện hoặc điện áp tối đa có thể đi qua dây kim loại mỏng của nó trước khi nó nóng chảy.

Định mức này thường thấp hơn 10% so với định mức của thiết bị mà cầu chì đang bảo vệ, vì vậy khả năng bảo vệ là đủ.

Cầu chì cũng có thể có khả năng cắt khác nhau và thời gian hoạt động khác nhau tùy thuộc vào loại cầu chì.

Đánh giá hiện tại

Dòng định mức là dòng tối đa mà cầu chì được định mức. Bất kỳ sự vượt quá nhỏ nào của định mức này đều dẫn đến dây bị cháy.

Tuy nhiên, định mức này luôn được sử dụng cùng với định mức điện áp và định mức thời gian hoạt động, điều này phụ thuộc vào mạch sử dụng cầu chì. 

Cấp điện áp

Giống như định mức hiện tại, định mức điện áp của cầu chì là điện áp tối đa mà dải kim loại có thể xử lý. Tuy nhiên, khi xác định định mức này, nó thường được đặt cao hơn điện áp cung cấp từ nguồn.

Điều này đặc biệt quan trọng khi có một số thiết bị trong hệ thống điện sử dụng cùng dòng điện định mức nhưng điện áp định mức khác nhau. Điện áp định mức thường được đặt thành điện áp an toàn tối đa. 

Do đó, các loại điện áp trung bình không được sử dụng trong các mạch hoặc hệ thống điện áp thấp để bảo vệ thành phần đáng tin cậy. 

Thời gian đáp ứng

Thời gian cầu chì là khoảng thời gian trễ trước khi dải kim loại cháy hết. Thời gian phản hồi này có liên quan chặt chẽ với xếp hạng hiện tại để cung cấp sự bảo vệ đầy đủ nhất. 

Ví dụ: cầu chì tiêu chuẩn yêu cầu nguồn điện gấp đôi định mức của chúng để nổ trong một giây, trong khi cầu chì nổ nhanh có cùng định mức và công suất có thể nổ trong 0.1 giây. Cầu chì trễ thời gian cắt điện sau hơn 10 giây. 

Việc lựa chọn chúng phụ thuộc vào độ nhạy và đặc điểm của thiết bị được bảo vệ.

Cầu chì tác động nhanh được sử dụng trong các ứng dụng có các bộ phận rất nhạy cảm với dòng điện tăng đột biến nhỏ nhất, trong khi cầu chì tác động chậm hoặc thổi chậm được sử dụng trong các động cơ nơi các bộ phận thường tiêu thụ nhiều dòng điện hơn bình thường trong vài giây. 

sức mạnh phá vỡ

Khả năng đứt cầu chì là xếp hạng được sử dụng trong các phiên bản có khả năng đứt cao (HRC). Cầu chì HRC cho phép quá dòng vượt qua trong một thời gian với kỳ vọng rằng nó sẽ giảm. Sau đó, chúng bị vỡ hoặc tan chảy nếu sự co lại này không xảy ra. 

Bạn có thể đã đoán đúng rằng điều này dành riêng cho các loại thời gian trễ và điểm ngắt chỉ đơn giản là dòng điện tối đa được phép trong thời gian trễ ngắn này. 

Khi không đạt được thời gian trễ định mức nhưng vượt quá độ bền kéo, cầu chì sẽ bị nổ hoặc chảy. Đây là một loại bảo vệ kép. Về vấn đề này, cầu chì HRC cũng có thể được gọi là cầu chì có khả năng cắt cao (HBC).

Ngoài ra còn có cầu chì HRC điện áp cao được sử dụng trong mạch điện cao áp và cầu chì HRC điện áp thấp được sử dụng trong hệ thống phân phối điện áp thấp. Các cầu chì HRC hạ thế này thường lớn hơn các cầu chì thông thường.

Thiết kế cầu chì

Nói chung, đánh giá cầu chì xác định sức mạnh và thiết kế của nó. Ví dụ, trong cầu chì công suất cao, bạn có thể tìm thấy một số dải hoặc dây kim loại, trong khi một số cầu chì khác sử dụng thanh thép để đỡ dải không bị cong vênh.

Một số sử dụng vật liệu để kiểm soát quá trình tách kim loại và bạn cũng sẽ tìm thấy các dây ruy băng được làm giống như lò xo để tăng tốc quá trình tách. 

Lịch sử của cầu chì

Lịch sử của cầu chì bắt đầu từ năm 1864. Sau đó, Breguet đề xuất sử dụng một thiết bị dẫn điện tại hiện trường để bảo vệ các trạm điện báo khỏi bị sét đánh. Sau đó, với mục đích này, nhiều dây dẫn điện đã được tạo ra hoạt động giống như cầu chì. 

Tuy nhiên, mãi đến năm 1890, Thomas Edison mới được cấp bằng sáng chế cho việc sử dụng cầu chì trong hệ thống phân phối điện để bảo vệ nhà cửa khỏi những dòng điện quá lớn này. 

Các loại cầu chì là gì?

Nói chung, có hai loại cầu chì. Đây là cầu chì AC và cầu chì DC. Không khó để hiểu sự khác biệt giữa hai.

Cầu chì AC chỉ hoạt động với AC trong khi cầu chì DC hoạt động với DC. Tuy nhiên, một điểm khác biệt đáng kể giữa hai loại này là bạn có thể thấy rằng cầu chì DC lớn hơn một chút so với cầu chì AC.

Bây giờ hai loại cầu chì này được chia thành cầu chì điện áp thấp và cầu chì điện áp cao. Các tùy chọn cầu chì cụ thể hơn sau đó được sắp xếp thành hai nhóm này.

cầu chì điện áp thấp

Cầu chì điện áp thấp là cầu chì hoạt động ở mức điện áp thấp. Chúng có thể được chia thành năm loại; cầu chì hộp mực, cầu chì cắm, cầu chì tác động, cầu chì chuyển đổi và cầu chì kéo ra.

• Cầu chì điện có thể thay thế. Cầu chì có thể thay thế được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống phân phối điện trong gia đình và văn phòng. Đây thường là những cầu chì bọc sứ có tay cầm hoạt động với đế cầu chì. Chúng cũng có hai đầu lưỡi cắt để nhận và xả điện trong mạch, giống như thiết kế cầu chì thông thường.

Cầu chì có thể tháo rời được sử dụng trong môi trường gia đình và văn phòng do dễ dàng kết nối và tháo chúng ra khỏi đế. 

• Cầu chì hộp mực: Đây là những cầu chì có tất cả các bộ phận được bao kín hoàn toàn trong hộp chứa, chỉ lộ ra các đầu nối mạch. Cầu chì hộp mực có nhiều hình dạng và có nhiều ứng dụng khác nhau.

Cầu chì hộp mực loại D có hình dạng chai và thường thấy nhất trong các thiết bị nhỏ. Chúng thường được đặt trong vỏ gốm có đầu kim loại để dẫn điện.

Cầu chì là cầu chì HRC điện áp thấp, trong khi cầu chì lưỡi có thể dễ dàng thay thế, cũng như cầu chì có thể kết nối lại, nhưng thay vào đó được bọc bằng nhựa. Cầu chì lưỡi thường được sử dụng trong ô tô.

• Cầu chì đập điện: Cầu chì đập không sử dụng dải nóng chảy mỏng. Thay vào đó, nó đẩy một chốt tiếp xúc để ngắt mạch và cũng đóng vai trò là dấu hiệu trực quan bên ngoài để xác định xem cầu chì có bị đứt hay không.
• Cầu chì chuyển mạch: Đây là những cầu chì được sử dụng trong hệ thống điện áp thấp với công tắc bên ngoài có thể được sử dụng để đóng hoặc mở đường dẫn hiện tại. 
• Cầu chì thả xuống: Cầu chì thả xuống đẩy một dải nóng chảy từ bên dưới và thường thấy trong các hệ thống treo máy biến áp hạ thế. 

cầu chì điện áp cao

Cầu chì điện áp cao có nhiều biến thể khác nhau. Có cầu chì điện áp cao HRC lỏng sử dụng chất lỏng để dập tắt hồ quang.

Chúng tôi cũng có cầu chì đẩy ra sử dụng axit boric để làm gián đoạn quá trình và cầu chì HRC loại hộp mực hoạt động giống như các cầu chì điện áp thấp của chúng. 

Nên sử dụng cầu chì ở đâu?

Cầu chì thường được sử dụng trong các hệ thống AC lớn và nhỏ với máy biến áp. Cầu chì điện áp cao với định mức dòng điện cao được sử dụng trong các máy biến áp của hệ thống điện hoạt động lên đến 115,000 vôn. 

Cầu chì hạ thế và trung thế được sử dụng để bảo vệ các hệ thống máy biến áp điện nhỏ. Chúng bao gồm, trong số những thứ khác, các hệ thống trong TV, tủ lạnh và máy tính. 

Ngoài ra, có thể lắp đặt cầu chì ở bất cứ đâu trong mạch điện hay không, nhưng tốt nhất là lắp đặt nó ở phần đầu của hệ thống. Đó là lý do tại sao bạn thấy cầu chì được gắn trên phích cắm của thiết bị hoặc ở mặt trước của điểm kết nối chính của máy biến áp.

Khối cầu chì là gì?

Hộp cầu chì là trung tâm trong hệ thống điện chứa nhiều cầu chì bảo vệ các phần khác nhau trong nhà hoặc văn phòng của bạn. Chúng đóng vai trò là hình thức chống sét lan truyền mặc định nếu một trong các thiết bị của bạn không được trang bị cầu chì bên trong. 

Bạn sẽ thường thấy các hộp cầu chì được gọi là bảng công tắc hoặc hộp nối, nhưng chúng đều thực hiện cùng một chức năng. Chúng chứa sáu đến mười hai cầu chì được xếp hạng riêng. 

Mặc dù các hộp cầu chì dân dụng cũ chỉ được đánh giá ở mức 60 ampe, nhưng ngày nay chúng ta thấy các hộp cầu chì có tổng định mức là 200 ampe. Đây là tổng xếp hạng của tất cả các cầu chì riêng lẻ trong hộp.

Hiện nay, hộp cầu chì thường bị nhầm lẫn với hộp cầu dao.

Sự khác biệt giữa cầu chì với cầu dao

Bộ phận ngắt mạch thực hiện chức năng giống như cầu chì điện; chúng bảo vệ các thiết bị gia dụng khỏi sự cố tăng điện áp bằng cách chặn mạch điện. Tuy nhiên, cách hai thiết bị làm điều này là khác nhau.

Thay vì có một dải được nấu chảy hoặc ép đùn, bộ ngắt mạch hoạt động với các tiếp điểm bên trong và công tắc bên ngoài. Các tiếp điểm bên trong thường hoàn thành mạch, nhưng bị dịch chuyển khi có quá dòng. Điều khiển bên ngoài của bộ ngắt mạch giúp đưa các tiếp điểm và bộ ngắt mạch vào trạng thái bảo vệ. 

Từ điều này, bạn có thể thấy rằng trong khi cầu chì luôn được thay thế khi chúng bị đứt, cầu dao có thể được sử dụng nhiều lần. Bạn chỉ cần thiết lập lại chúng. Khi đó, các hộp cầu dao bao gồm nhiều công tắc này chứ không phải cầu chì. 

Khi nào cần thay thế cầu chì

Cầu chì có thể tồn tại suốt đời nếu được lắp đặt trên các hệ thống điện được khuyến nghị và không có điện áp tăng vọt. Điều này cũng tương tự khi nó không được lắp đặt trong môi trường ẩm ướt, nơi nó dễ bị ăn mòn.

Tuy nhiên, bạn nên luôn thay cầu chì sau 20-30 năm sử dụng. Đây là tuổi thọ bình thường của chúng.

Video hướng dẫn

Cầu chì điện là gì và nó hoạt động như thế nào

Kết luận

Sử dụng các thiết bị không có cầu chì điện hoặc nhà không có hộp cầu chì điện là điềm báo về các thảm họa về điện và hỏa hoạn. Luôn đảm bảo lắp đúng cầu chì trong hệ thống điện hoặc mạch điện và đảm bảo thay cầu chì nếu cầu chì bị đứt.

Hỏi đáp

Cầu chì dùng để làm gì?

Cầu chì được sử dụng để bảo vệ các mạch khỏi sự cố tăng điện áp hoặc chạm đất. Nó có một dải kim loại bên trong bị đứt hoặc cháy để cắt đường dẫn hiện tại và cắt nguồn điện.

Cầu chì có làm giảm dòng điện không?

Chỉ cầu chì giới hạn dòng điện mới làm giảm nguồn cung cấp dòng điện khi xảy ra hiện tượng tăng điện áp trong mạch. Những người khác không làm giảm dòng điện trong mạch, nhưng ngăn chặn hoàn toàn dòng chảy của nó.