Cầu chì là gì? Cấu tạo, nguyên lý, tác dụng của cầu chì

Cầu chì có tác dụng gì? Bài viết hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết về cầu chì. Khái niệm, cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính, phân loại và giá bán của cầu chì.

1. Cầu chì là gì

Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn mạch. Thường dùng để bảo vệ đường dây dẫn, thiết bị điện và mạch điện điều khiển.

Đây là thiết bị đơn giản nhất và rẻ nhất được sử dụng để ngắt mạch điện trong điều kiện ngắn mạch hoặc cường độ dòng điện quá tải quá mức.

Cầu chì có đặc điểm là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành rẻ nên được sử dụng rộng rãi.

Cầu chì là gì

2. Cấu tạo của cầu chì

Cấu tạo của cầu chì gồm các thành phần:

– Phần tử ngắt mạch

Là thành phần chính của cầu chì, có chức năng cảm nhận giá trị dòng điện đi qua nó.

Phần tử này có giá trị điện trở suất rất bé (thường được làm bằng bạc, đồng hay các vật liệu dẫn có giá trị điện trở suất nhỏ). Hình dạng của các phần tử có thể ở dạng dây (tiết diện tròn) hoặc dạng băng mỏng.

– Thân của cầu chì

Thường làm bằng thủy tinh, ceramic (sứ gốm) hay các vật liệu khác tương đương. Vật liệu cấu tạo thành thân của cầu chì phải đảm bảo hai tính chất:

+ Có độ bền cơ khí

+ Có độ bền về điều kiện dẫn nhiệt, chiu đựng được sự thay đổi đột ngột mà không hư hỏng.

– Vật liệu lắp đầy

Được dùng để bao quanh phần tử ngắn mạch trong thân cầu chì. Có khả năng hấp thụ năng lượng do hồ quang sinh ra và đảm bảo tính cách điện khi xảy ra ngắn mạch.

Vật liệu lấp đầy thường được làm bằng Silicat ở dạng hạt.

– Các đầu nối

Dùng để định vị cố định cầu chì trên các thiết bị đóng ngắt mạch, đảm bảo tiếp xúc điện tốt.

Hình bên dưới vẽ các thành phần cấu tạo của cầu chì:

Cấu tạo của cầu chì

3. Nguyên lý làm việc của cầu chì

– Nguyên lý làm việc của cầu chì dựa trên nguyên lý nhiệt lượng sinh ra khi dòng điện chạy qua vật dẫn. Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của dòng điện chạy qua và thời gian chảy đứt. Để có tác dụng bảo vệ, đường A-s của cầu chỉ phải thấp hơn đặc tính của đối tượng bảo vệ.

Hình bên dưới mô tả nguyên lý làm việc của cầu chì trong hai trường hợp.

Nguyên lý làm việc của cầu chì

+ Khi mạch làm việc bình thường, dòng điện định mức chạy qua cầu chì. Nhiệt lượng sinh ra khi  dòng điện chạy qua sẽ toả ra môi trường và không gây nên sự nóng chảy. Sự cân bằng nhiệt được thiết lập mà không gây ra sự già hóa hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.

+ Khi xảy ra ngắn mạch, điện ngắn mạch lớn hơn rất lớn so với dòng điện định mức. Sự cân bằng trên cầu chì bị phá hủy, nhiệt năng trên cầu chì tăng cao. Phần tử ngắn mạch của cầu chì bị nóng chảy do nhiệt độ nóng chảy thấp, làm hở mạch hai đầu cầu chì.

– Người ta phân thành hai giai đoạn khi xảy ra sự phá hủy của cầu chì.

Quá trình phát sinh hồ quang ở cầu chì

+ Tiền hồ quang: Khi xảy ra ngắn mạch, trong khoảng thời gian này sẽ làm chảy cầu chì và phát sinh hồ quang điện. Thời gian của giai đoạn này phụ thuộc vào dòng điện khi sự cố và sự cảm biến của cầu chì.

+ Phát sinh hồ quang: Giai đoạn này là từ khi hồ quang phát sinh đến khi được dập tắt hoàn toàn. Trong suốt quá trình này năng lượng do hồ quang phát sinh sẽ làm nóng chảy chất đầy. Điện áp ở hai đầu cầu chì được hồi phục lại, cầu chì hở mạch.

4. Cầu chì có tác dụng gì

Cầu chì được sử dụng để bảo vệ mạch điện và thiết bị điện khi có sự cố quá tải hay ngắn mạch. Tránh gây ra chập mạnh, hỏng hóc và đồng thời đảm bảo an toàn cho con người.

Cầu chì có kích thước bé, hoạt động đơn giản, giá rẻ. Khi hư hỏng có thể dễ nhành thay thế nhanh chóng.

– Cầu chì sử dụng rộng rãi trong dân dụng để bảo vệ dây dẫn, các thiết bị điện dân dụng. Khi cầu chì bị đứt không nên nối tắt bằng dây dẫn hay đồng, kẽm. Vì khi xảy ra ngắn mạch thì nguy cơ gây ra cháy nổ là rất lớn.

Cầu chì có tác dụng gì trong điện dân dụng

– Trong công nghiệp cầu chì chủ yếu được dùng để bảo vệ mạch điều khiển. Ở mạch động lực người ta sẽ sử dụng CB công suất lớn.

Cầu chì có tác dụng gì trong công nghiệp

5. Phân loại, ký hiệu

– Ký hiệu của cầu chì trong hệ thống điện

Ký hiệu của cầu chì

– Phân loại: Cầu chì rất đa dạng về kích thước và mẫu mã. Có thể phân loại cầu chì theo một số đặc điểm sau:

+ Theo đặc điểm trực quan: cầu chì sứ, cầu chì ống, cầu chì hộp, cầu chì tự rơi, …

+ Theo chức năng: cầu chì bảo vệ ngắn mạch, cầu chì bảo vệ ngắn mạch và quá tải

Hình một số loại cầu chì trên thị trường

Tham khảo video thử nghiệm thực tế xem cầu chì sẽ đứt ở bao nhiêu Ampe. Tuy nhiên giá trị thực tế này chỉ mang tính tương đối. Vì khi tăng thời gian thì giá trị dòng điện cầu chì cắt sẽ thấp hơn.

6. Có thể dùng CB (Aptomat) thay cầu chì được không

Như ta đã biết, cầu dao điện (CB) có khả năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch với số lần đóng hàng chục nghìn lần. Trong khi đó nhược điểm của cầu chì là thường sử dụng được một lần, nhưng liệu rằng CB có thay thế được cho cầu chì ?

Có thể dùng CB (Aptomat) thay thế cầu chì không

Trong thực tế người ta vẫn sử dụng cầu chì, hoặc kết hợp cầu chì với CB để bảo vệ mạch điện gia đình và công nghiệp. Vì ưu điểm của cầu chì là giá rẻ, không cần bảo dưỡng, thời gian cắt mạch nhanh hơn, độ tin cậy cao.

Hơn nửa ta đã thấy các trường hợp CB kém chất lượng bị cháy, chập tiếp điểm. Việc sử dụng cầu chì để tăng độ tin cậy cho bộ phận bảo vệ là cần thiết.

7. Giá bán các loại cầu chì thông dụng

+ Cầu chì ống thủy tinh và đế tròn

[button color=”orange” size=”medium” link=”https://shorten.asia/3DGFjJku” icon=”” target=”false”]Xem giá cầu chì ống thủy tinh trên Shopee[/button]

+ Cầu chì sứ và đế