Duże przeciążenia mocy mogą potencjalnie zniszczyć sprzęt elektryczny, a w poważniejszych przypadkach spowodować pożar. Bezpiecznik i wyłącznik automatyczny służą do ochrony przeciążonego obwodu elektrycznego poprzez przerwanie ciągłości lub przepływu energii elektrycznej. Jednak sposób, w jaki przerywają przepływ prądu, jest zupełnie inny. Bezpiecznik składa się z kawałka metalu, który topi się pod wpływem przegrzania; wyłącznik ma wewnętrzny mechanizm przełącznika, który jest wyzwalany przez niebezpieczny wzrost napięcia elektrycznego. Bezpieczniki zwykle szybciej przerywają przepływ zasilania, ale muszą być wymieniane po stopieniu, podczas gdy wyłączniki zwykle można po prostu zresetować.
Jak działają bezpieczniki
Istnieje wiele różnych typów bezpieczników do użytku domowego i komercyjnego, ale najpowszechniejszy typ składa się z metalowego drutu lub włókna zamkniętego w szklanej lub ceramicznej i metalowej obudowie. W domu bezpiecznik jest zwykle podłączony do centralnej skrzynki bezpieczników, przez którą przechodzi całe okablowanie budynku. Gdy prąd płynie normalnie, bezpiecznik umożliwia przepływ mocy bez przeszkód przez żarnik, między obwodami. W przypadku przeciążenia żarnik topi się, zatrzymując przepływ prądu.
Zwykle stopienie żarnika w rodzaju bezpiecznika używanego w domu zajmuje bardzo mało czasu, więc wszelkie przepięcia są szybko zatrzymywane. Jednak po przepaleniu bezpiecznika należy go wyrzucić i wymienić na nowy. Dostępnych jest wiele różnych napięć i wartości znamionowych, które obsługują różne pojemności energii elektrycznej, a najlepszym bezpiecznikiem dla obwodu jest zwykle taki, który jest oceniany na nieco wyższy niż normalny prąd roboczy.
Jak działają wyłączniki?
Wyłącznik działa na dwa sposoby, za pomocą elektromagnesu (lub solenoidu) lub taśmy bimetalowej. W obu przypadkach podstawowa konstrukcja jest taka sama: po włączeniu wyłącznik umożliwia przepływ prądu elektrycznego od dolnego do górnego zacisku przez solenoid lub pasek. Kiedy prąd osiąga niebezpieczny poziom, siła magnetyczna elektromagnesu staje się tak silna, że metalowa dźwignia w mechanizmie przełącznika zostaje rzucona i prąd zostaje przerwany. Naprzemiennie ugina się metalowy pasek, rzucając włącznikiem i zrywając połączenie.
Aby zresetować przepływ energii elektrycznej po rozwiązaniu problemu, przełącznik można po prostu ponownie włączyć, ponownie podłączając obwód. Wyłączniki automatyczne często znajdują się w szafce z pojedynczymi przełącznikami, zwanej skrzynką wyłączników. Proste działanie przełącznika wyłącznika ułatwia również wyłączenie pojedynczego obwodu w domu, jeśli konieczna jest praca na okablowaniu w tym miejscu.
Innym zastosowaniem wyłącznika jest gniazdo przerywacza obwodu ziemnozwarciowego (GFCI), które zapobiega porażeniu prądem zamiast przegrzaniu. Działa poprzez przerwanie obwodu w gniazdku, jeśli prąd staje się niezrównoważony i można go zresetować, naciskając przycisk. Technologia ta jest szczególnie przydatna w łazienkach lub kuchniach, gdzie istnieje ryzyko porażenia prądem ze względu na częste używanie urządzeń elektrycznych w pobliżu źródła wody.
Zalety i wady
Bezpiecznik i wyłącznik automatyczny mają zarówno zalety, jak i wady, z których każda może zależeć od sytuacji, w której są używane. Bezpieczniki są niedrogie i można je kupić w dowolnym sklepie ze sprzętem. Mają również tendencję do bardzo szybkiego reagowania na przeciążenie, co oznacza, że mogą zapewnić lepszą ochronę wrażliwym urządzeniom elektronicznym. Ta szybka reakcja może być jednak wadą, jeśli obwód jest podatny na przepięcia, które regularnie powodują przepalanie bezpieczników. Dlatego tak ważne jest posiadanie niezawodnego urządzenia przeciwprzepięciowego do swojego domu.
Bezpieczniki należy zawsze wymieniać po ich przepaleniu, co może być trudne w zaciemnionym pomieszczeniu lub jeśli odpowiedni zamiennik nie jest od razu dostępny. Inną kwestią jest to, że majsterkowicz może omyłkowo wybrać bezpiecznik, którego napięcie lub natężenie prądu jest zbyt wysokie dla jego potrzeb, co może spowodować przegrzanie obwodu. Ponadto w skrzynce bezpiecznikowej mogą znajdować się odsłonięte połączenia elektryczne, co może stanowić zagrożenie dla osoby, która nie przestrzega odpowiednich środków ostrożności.
Wyłączniki mają wiele zalet, z których nie najmniejszą jest szybkość ich resetowania. Zwykle jest jasne, który przełącznik zadziałał iw większości przypadków można go łatwo zresetować. Dla przeciętnego właściciela domu jest to również bezpieczniejsze, ponieważ nie ma wątpliwości co do wyboru odpowiedniej wartości bezpiecznika, a wszystkie połączenia elektryczne są ukryte w skrzynce bezpiecznikowej.
Wadą korzystania z wyłącznika jest to, że jego instalacja i naprawa są zwykle droższe. Wyłącznik zwykle nie reaguje tak szybko jak bezpiecznik na skoki napięcia, co oznacza, że możliwe jest, że elektronika podłączona do obwodu może zostać uszkodzona przez „przepuszczaną” energię. Jest również bardziej wrażliwy na wibracje i ruchy, które mogą spowodować zadziałanie przełącznika z przyczyn niezwiązanych z przeciążeniem elektrycznym.
Bezpiecznik i wyłącznik automatyczny nie są wymienne dla wszystkich zastosowań związanych z zasilaniem. Na przykład bezpiecznik nie może być używany w sytuacjach wymagających GFCI. Elektrycy są najlepiej wykwalifikowani, aby określić, czy system bezpieczników lub wyłączników jest lepszy dla określonej instalacji elektrycznej lub modernizacji.