Zekeringen zijn beveiligingsapparaten die de Elektrische circuits tegen de schade die kan worden veroorzaakt door een overbelasting van elektrische stroom. In de zekeringen zit een draad van çhumbo of enblik van verschillende afmetingen, gemaakt om een bepaalde temperatuurlimiet te weerstaan en vervolgens te smelten, waardoor het circuit van elektrische stroom wordt onderbroken.
Kijkenook: Joule-effect - wat is het, opgeloste formules en oefeningen
Waar zijn zekeringen voor?
Het belangrijkste doel van zekeringen is: een elektrisch circuit veilig maken. Een plotselinge toename van de intensiteit van de elektrische stroom die door een elektrisch circuit vloeit, kan leiden tot: oververhitting, die leiden tot brand, brandwonden enz.
Zekeringen beschermen gevoelige elektronische componenten tegen: kortsluitingen, in welke gevallen de elektrische weerstand van een elektronische schakeling een sterke reductie ondergaat door de aanwezigheid van onzuiverheden zoals water, dat een grote hoeveelheid bevat minerale zouten.
Zekeringen zijn ook handig om circuits te beschermen tegen: overbelasting. De overbelastingen komen van het distributienetwerk van elektriciteitkan echter gebeuren in slecht gedimensioneerde elektrische circuits.
Hoe zekeringen werken
In de zekeringen zit een draad van çhumbo of enblik, waarvan de afmetingen (doorsnede en lengte) zo zijn berekend dat ze een bepaalde maximale elektrische stroom kunnen weerstaan. Als de elektrische stroom de maximaal ondersteunde waarde overschrijdt, smelt de draad en wordt het circuit verbroken, zonder dat er verdere schade aan de andere aangesloten componenten wordt veroorzaakt.
De keuze voor lood of tin als materiaal voor het maken van lonten is niet willekeurig - deze metalen hebben een lage fusiepunt, dat wil zeggen, ze smelten bij niet erg hoge temperaturen.
Het smelten van de geleidingsdraad die in de zekeringen aanwezig is, treedt op als gevolg van een fenomeennatuurkundige bekend als Het is gemaaktJoule. Bij het Joule-effect zorgt de doorgang van elektrische stroom ervoor dat de atomen in het kristalrooster van het metaal meer geagiteerd raken. Het macroscopische effect van deze agitatie is de toenamegeefttemperatuur- van het garen.
Bij draadafmetingen die in de zekering worden gebruikt, beïnvloeden de elektrische weerstand van die draad that, die op zijn beurt omgekeerd evenredig is met het dwarsdoorsnede-oppervlak van de draad - hoe "dikker" de draad, hoe lager de weerstand, bijgevolg zal de doorgang van elektrische stroom door deze draad minder warmte afvoeren en is de zekering bestand tegen hogere stroomintensiteiten elektrisch. Dit gedrag wordt beschreven door: 2e wet van Ohm, uitchecken:
In de formule komt R overeen met de elektrische weerstand van de aansluitdraad; ρ, de soortelijke weerstand van het materiaal; l is de lengte van de draad; en A is het dwarsdoorsnede-oppervlak van de draad.
Soorten zekeringen
Er zijn verschillende soorten zekeringen met verschillende elektrische stroombereiken. Ze spelen echter allemaal de dezelfdebezetting — de doorgang van elektrische stroom onderbreken door een geleidende verbinding te smelten.
Het meest voorkomende model zekering staat bekend als: Diaz. De belangrijkste toepassing ervan is de veiligheid van elektrische circuits in woningen, waarvan de elektrische stroom varieert tussen 2 A en 63 A. Dit type zekering heeft een cilindrische vorm en is gemakkelijk te vinden in een groot aantal huizen.
Zekering en stroomonderbreker
Zekeringen en stroomonderbrekers spelen vergelijkbare functies in elektrische circuits werken deze laatste echter iets anders. Terwijl zekeringen worden weggegooid na de onderbreking van een elektrische stroom, stroomonderbrekers kunnen blijven werken als er geen schade door oververhitting is ontstaan.
In de stroomonderbrekers bevindt zich een bi-metalen mes. Dit type lemmet bevat twee verschillende verlijmde metalen. uitzettingscoëfficiënten, dus wanneer er een plotselinge temperatuurstijging is, verwijdt een van de laminae meer dan de andere, buigt deze en ontwapenenOcircuit.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
