Bezpieczniki i potencjometr

BEZPIECZNIKI
Nasze mieszkania są zapełnione sprzętami i narzędziami, zasilanymi energią elektryczną, ale dopóki wszystko działa, dopóty nie myślimy o elektryczności. Nie wynaleziono stuprocentowo bezpiecznych urządzeń elektrycznych, dlatego przy wszelkich pracach z ich użyciem powinniśmy zachować szczególną ostrożność. Nie należy manipulować przy urządzeniach i instalacji elektrycznej, budować prowizorycznych połączeń elektrycznych, czy pozostawiać włączone i bez nadzoru urządzenia: żelazka, piekarniki, prodiże itp. Na straży naszego życia i naszych sprzętów domowych podłączonych do prądu stoją zabezpieczenia instalacyjne, potocznie zwane korkami. Bezpieczniki w instalacjach i aparatach elektrycznych są najsłabszym elementem i w przypadku zbyt dużego przepływu prądu ulegają uszkodzeniu (przepaleniu). Wyłączają wtedy obwód elektryczny, chroniąc podłączony do niego sprzęt. W zależności od przeznaczenia bezpieczniki dzieli się na:
• instalacyjne;
• stacyjne;
• aparatowe;
• specjalne.
Niezależnie od rodzaju bezpiecznika zawiera on dwie zasadnicze części: gniazdo i wymienialną wkładkę topikową.

Bezpieczniki instalacyjne są najczęściej stosowanymi bezpiecznikami zarówno w budownictwie mieszkaniowym i komunalnym, jak i przemysłowym. Najczęściej stosowany bezpiecznik instalacyjny to bezpiecznik topikowy, o budowie zamkniętej. Składa się o z gniazda, wstawki stykowej, wkładki topikowej oraz główki. Najistotniejsza część bezpiecznika — wkładki topikowej — umieszczonej wewnątrz korpusu porcelanowego jest ona wypełniona piaskiem kwarcowym, w którym znajdują się topiki i drut wskaźnika zadziałania. Gdy topik przepala się w skutek wydzielonej dużej ilości ciepła, topi się również drut wskaźnika zadziałania i odskakuje krążek sygnalizujący, wskazując przepalenie się wkładki, a więc przerwanie obwodu elektrycznego. Wstawki stykowe stosuje się tylko w bezpiecznikach do 60A.
Bezpieczniki topikowe powinno się tak dobierać, aby najwyższe napięcie robocze międzyprzewodowe w zabezpieczonym obwodzie nie przewyższało napięcia znamionowego bezpiecznika, a znamionowy prąd wyłączalny bezpiecznika był większy niż prąd zwarciowy, który może wystąpić w danym obwodzie. Zasady zabezpieczenia przewodów elektrycznych ujęte są w PN-57/E-05022. Wszystkie przewody, z wyjątkiem prądów zerujących i obwodów wzbudzenia silnika prądu stałego, powinny być zabezpieczone od zwarć i przeciążeń. Zabezpieczenia te powinny znajdować się na początku przewodu od strony zasilania. W zależności od warunków pracy przewodów i warunków otoczenia przewody podzielone są na pięć grup:
- grupa I – przewody (kable) ułożone na stałe,
- grupa II – przewody do odbiorników ruchomych i przewody świecznikowe,
- grupa III – przewody ułożone na stale w pomieszczeniach przemysłowych, ale nie zasilające urządzeń zapasowych czy ewakuacyjnych,
- grupa IV – przewody zasilające odbiorniki siłowe, nie narażone na długotrwałe przeciążenia w zakładach przemysłowych,
- grupa V – przewody użytkowe w pomieszczeniach zagrożonych wybuchami

Największe dopuszczalne prądy znamionowe wkładek bezpiecznikowych w zależności od obciążałości długotrwałej przewodów na napięcie 1 kV przedstawia tabelka ta stronie następnej zgodna z PN-57/E-05022:






Grupa Największy dopuszczalny prąd znamionowy bezpiecznika
1 2 3 4 5
Obciążenie długotrwałe co najmniej:
A A A A A A
8
13
18 5
8
11 6
9
12 3
4
6 12
19
27 6
10
15
24
30
39 14
18
22 16
20
26 8
10
12 36
44
56 20
25
35
55
66
88 32
38
50 37
44
58 17
20
27 72
95
127 50
60
80
110
138
176 63
79
100 73
91
116 34
42
54 159
199
254 100
125
160
Zabezpieczenia dobrane do przewodów grup 1 – 4 są zabezpieczeniami zwarciowymi, zabezpieczenia dobrane do przewodów grupy 5 są zabezpieczeniami przeciążeniowymi. Zabezpieczenia należy dobierać tak, aby wyłączały tylko najbliższy odcinek przewodu, w którym nastąpiło zwarcie lub przeciążenie.
Odmianą bezpieczników instalacyjnych są również bezpieczniki napowietrzne słupowe, szczękowe.

Bezpieczniki specjalne stosuje się w różnego typu mechanizmach i aparatach, a ich budowa zależy od konkretnych potrzeb. Są to na przykład:
- bezpieczniki automatyczne można kasować po zadziałaniu (resetować), dlatego nie muszą być wymieniane. Dla większości zastosowań bezpieczniki muszą być tak skonstruowane, aby kasowanie ich zadziałania nie było możliwe tak długo, jak długo przeciążony jest bezpiecznik. Kasowanie odbywa się ręcznie. Automatyczne bezpieczniki termiczne konstruuje się tak, aby miały długą żywotność. Produkuje się je o wielu charakterystykach zadziałania. Niektóre bezpieczniki są w ten sposób skonstruowane, że mają szybkie zadziałanie elektromagnetyczne dla prądów, które w znacznym stopniu przekraczają prąd nominalny bezpiecznika. Typy bez tego szybkiego zadziałania są zazwyczaj zwłoczne i dlatego nadają się do stosowania tam, gdzie mamy do czynienia z wysokimi prądami przy załączaniu. Bezpiecznik termiczny ze względu na swoją zasadę pracy podlega wpływowi temperatury otoczenia. Dlatego nominalna wartość prądu automatycznego zadziałania podawana jest zazwyczaj przy +20 C. Producent ETA podaje dla swoich bezpieczników następujące współczynniki dla różnych temperatur (wartość nominalna bezpiecznika = prąd zadziałania x współczynnik):
- bezpieczniki termiczne reagują na temperaturę otoczenia i przerywają obwód, gdy temperatura przekroczy pewną granicę. Dzięki temu są przydatne do zabezpieczania większości urządzeń elektrycznych lub elektronicznych przed ich przegrzaniem.


OPORNICA SUWAKOWA

Opornica suwakowa jest jednym z rodzajów potencjometrów, które są rezystorami zmiennymi. Dlatego aby dowiedzieć się czegoś więcej na temat opornicy suwakowej warto zacząć temat od zagadnienia jakim są potencjometry, tzn. przybliżyć ich budowę, rodzaje oraz parę innych ciekawych wiadomości.
Rezystory dzielimy ze względu na cechy funkcjonalne na :
- rezystory
- potencjometry
- warystory
- magnetorezystory

Potencjometry (rezystory nastawne). Ze względu na przeznaczenie potencjometry dzieli się na:
- regulacyjne - służą do regulacji parametrów urządzenia w czasie jego pracy;
- dostrojenia (zwane montażowymi lub nastawczymi) - służące do ustalania warunków pracy układu w czasie jego uruchamiania, strojenia lub naprawy.

Ze względu na sposób regulowania dzieli się je na:
- obrotowe - regulowanie wałkiem lub wkrętakiem;
- suwakowe - regulowanie przesuwem suwaka w linii prostej; suwak może być regulowany ręcznie lub za pośrednictwem śruby (potencjometry paskowe).

Ze względu na sposób wykonania warstwy przewodzącej rozróżniamy potencjometry:
- węglowe - węglowa ścieżka rezystywna naniesiona jest na płytkę z tworzywa izolacyjnego;
- cermetowe - ścieżka cermetowa nałożona jest na płytkę ceramiczną;
- drutowe - wykonane z drutu oporowego nawiniętego na izolacyjny korpus.

Ścieżka rezystywna połączona jest z wyprowadzeniami najczęściej nitami. W zależności od rodzaju wyprowadzeń potencjometry dzieli się na potencjometry do druku i potencjometry do montażu konwencjonalnego, wykonywanego przewodami.
Parametry – Oprócz parametrów dotyczących wszystkich elementów rezystancyjnych (p. str. 1-2) wśród potencjometrów niezbędne jest podanie:
Napięcie trzasków - jest to wartość szczytowa napięcia zmiennego wywołanego zmianami rezystancji styku ślizgacza potencjometru ze ścieżką rezystywną. Napięcie to jest podawane dla określonego napięcia stałego na wyprowadzeniach końcowych najczęściej 20 V lub 1 V.
Dane techniczne – Moc znamionowa zawiera się w granicach od 0,05 W do 2 W i jest zależna od wielkości i konstrukcji. Napięcie graniczne wynosi od 100 do 500 V. Wyższe napięcia graniczne mają potencjometry liniowe. Temperaturowy współczynnik rezystancji jest parametrem istotnym dla potencjometrów nastawczych. Wynosi on od ±0,05%/K do ±0,2%/K

Opornica suwakowa, inaczej zwana potencjometrem suwakowym może być wykorzystywana w układach elektrycznych jako potencjometr lub jako rezystor szeregowy. Potencjometr służy do nastawiania w obwodzie żądanej wartości napięcia, rezystor szeregowy - do nastawiania żądanej wartości prądu. Potencjometr ma trzy zaciski. Dwa zaciski są połączone z początkiem i końcem rezystora, a trzeci - ze stykiem ruchomym. Styk ruchomy może poruszać się miedzy stykami skrajnymi. Wartość rezystancji występująca między stykiem ruchomym a jednym z końców potencjometru jest zmienna i zależy od położenia styku. Jeśli przez potencjometr płynie prąd I, to zmieniając położenie styku (suwaka) można zmieniać napięcie U. Do zacisków skrajnych potencjometru doprowadza się napięcie źródła.

Za pomocą potencjometru można nastawiać wartość napięcia od zera do wartości napięcia źródła. Przy włączeniu rezystora nastawnego suwakowego do obwodu jako rezystora szeregowego wykorzystuje się dwa zaciski: jeden zacisk połączony z jednym końcem rezystora, a drugi - połączony z suwakiem. Między tymi zaciskami występuje zmienna rezystancja, zależna od położenia styku. Zmiana rezystancji w obwodzie powoduje zmianę natężenia prądu.

Opornica suwakowa jest niezbędna przy wielu doświadczeniach z fizyki i z chemii, w których występują lub są wykorzystywane zjawiska elektryczne. Jest prostym urządzeniem pozwalającym na regulację prądu i napięcia w obwodach elektrycznych i elektronicznych. Produkowane są opornice o następujących parametrach: 03-013 - 10 om - 1,6 A 03-014 - 2 om - 1,1 A 03-015 - 51 om - 0,7 A 03-016 - 100 om - 0,5 A