Por que a faixa de baixa corrente em um amperímetro (200mA) está fundida e não a faixa de 20A?
Perdi recentemente um multímetro porque conectei o amperímetro em paralelo com uma fonte de alimentação por engano.
Todos os amperímetros que eu tenho não possuem um fusível na linha 20A, mesmo os supostamente resistentes nos meus laboratórios da universidade.
Respostas:
Como o Sr. Lathrop diz, um fusível adiciona custo e queda de tensão extra. Um problema ainda maior, no entanto, é que os fusíveis não são muito bons para proteger os circuitos. Para que o soquete de fusível de 200mA seja útil, o amperímetro deve ser capaz de sobreviver consistentemente a uma condição de sobrecorrente substancial durante o tempo que leva o fusível a queimar. Na faixa de 200mA, isso provavelmente não é muito difícil. Na faixa 10A, é muito mais difícil. A menos que a derivação de corrente 10A seja excessivamente projetada em excesso, provavelmente será danificada por qualquer condição de sobrecarga suficiente para queimar um fusível de 10A. Além disso, a maioria dos medidores é projetada com uma filosofia de que fazer medições imprecisas é pior do que se recusar a fazer alguma.
Eu acho que, na prática, a maioria dos amperímetros é internamente fundida o suficiente para que, se conectados diretamente à rede elétrica residencial, eles usem circuito aberto antes de pegar fogo. Além disso, não ficaria surpreso se o circuito de leitura e medição de tensão fosse suficientemente isolado da condição inesperada de que não seria danificado eletricamente. Por outro lado, a menos que a derivação atual seja fisicamente isolada de todo o resto, os outros circuitos ainda podem ser danificados por material derretido ou vaporizado da derivação. E, é claro, " geralmente " não significa "confiável".
Os multímetros de boa qualidade possuem fusível e outra proteção contra sobrecorrente em todas as suas faixas de corrente.
Por exemplo, os multímetros Fluke normalmente podem sobreviver sendo conectados a 250 VCA em suas faixas de medição atuais
F87-V
F77-IV Observe fusíveis separados de alta capacidade de ruptura (HRC) para entradas de 10A e 400 mA.
Alguns multímetros baratos omitem essas proteções como uma medida de economia de custos.
Consulte Multímetros que parecem não atender às especificações de segurança.
Um fusível pode adicionar alguma queda de tensão a altas correntes e certamente acrescenta custos. Considere que o custo não é apenas o fusível em si, que é realmente muito barato, mas o suporte, alguma forma de o usuário acessá-lo etc. Isso é basicamente uma troca de custo / qualidade.
Alguns amperímetros possuem fusíveis nas configurações de corrente mais altas.
Não é barato adicionar uma fusão segura e eficaz a um medidor. Até você ficar acima de US $ 100 pelo custo de varejo do medidor, você simplesmente não pode se dar ao luxo de fazê-lo corretamente.
Estes são os atributos que precisamos para uma fusão adequada em um DMM portátil de nível industrial:
Você deve usar um fusível HRC caro aqui, que custa US $ 6-10 cada um em quantidade de 1k. (DMMs sofisticados não são itens de alto volume.) A proporção entre o custo da BOM e o custo de varejo é um fator de 3 a 5 para produtos industriais como DMMs; portanto, essa parte adiciona de US $ 20 a 30 ao custo de varejo do medidor, tornando essa a parte mais cara quando você deseja adicionar uma fusão segura e eficaz a um DMM.
(Isso em um mundo em que os DMMs de US $ 10 levam em consideração seriamente alguns aplicativos.)
Você não pode usar o tipo de fusível barato que você normalmente vê aqui, por várias razões:
Fusíveis baratos não conterão uma explosão de alta energia. Não é bom para o fusível salvar o medidor de um pico de 100A se, ao fazê-lo, jogar escória quente sobre a PCB, conectando pontos distantes para que o medidor libere sua fumaça mágica logo após a substituição do fusível com falha.
Poucos dispositivos com fusível são mantidos na mão enquanto o fusível está lá, decidindo se deve explodir ou não. Quando você ligar o seu 10A metros handheld-se a um dispositivo que está prestes a falhar, atirando um pico 100A através de seus pontos de medição, você realmente realmente realmente precisa o fusível falhar rápido e seguro.
Os fusíveis baratos são destinados a aplicações em que a corrente de estado estacionário normal é conhecida antecipadamente e, portanto, o que você precisa é apenas um pouco de margem sobre esse valor, além de talvez um pouco de capacidade de sobretensão para permitir a corrente de energização de energização .
Nós não usamos DMMs dessa maneira. Mesmo quando usamos DMMs corretamente, estamos conectando-os propositadamente a correntes e fontes de tensão desconhecidas , porque estamos usando-os para aprender esses valores. Quando aplicamos mal DMMs, como o seu caso em que você deixou cair um medidor de corrente - quase sem força - em uma fonte de alimentação, precisamos do medidor para proteger o usuário primeiro e a si próprio secundariamente.
Fusíveis baratos tendem a não ser confiáveis. Eles são, afinal, projetados para quebrar.
Há uma piada antiga no design de hardware: a parte mais cara do PCB falhará primeiro para proteger o fusível. Você precisa usar fusíveis realmente bons para virar essa piada para ter uma verdade com a qual deseja viver.
Os clipes necessários para os fusíveis HRC não são gratuitos. Eles custam cerca de 30 centavos em quantidade por par, o que adiciona US $ 2-3 ao custo de varejo do medidor se adicionarmos um segundo conjunto.
Lembre-se de que estamos nos distinguindo da extremidade baixa aqui, onde você tem dois metros pendurados em um cabide na loja de ferragens, um marcado por US $ 9,95 e o outro por US $ 11,95, e o primeiro supera o segundo, porque, ei, dois dólares!
Um fusível HRC restringe a energia cinética de uma falha no corpo do fusível, mas também devemos restringir a energia elétrica. O tipo de medidor que possui um fusível HRC ou dois no interior é classificado para testes de Categoria III ou IV . Isso significa tensões transitórias de milhares de volts e correntes transitórias efetivamente ilimitadas.
("Ilimitado", você pergunta? Se você soltar uma haste de calibre 0 nos terminais de um transformador de pólo de potência, o cobre desaparecerá . Isso é tão próximo de "ilimitado" quanto é importante para nossos propósitos aqui.)
O espaço necessário para restringir essas energias aumenta o custo do medidor.
É verdade que o espaço adicional para PCB e plástico não são altos , mas novamente estamos criando uma distinção no espaço do produto, separando nosso novo design de medidor da classe de US $ 10 a 20 metros. O que gastamos aqui por um pouco de área extra de PCB e espaço no gabinete - tanto em termos de resina quanto no custo mais alto do molde maior necessário para moldá-lo - equivale a uma fração significativa do custo total de varejo de um medidor barato.
Também queremos cortar alguns slots no PCB para permitir a proteção contra explosões extrudadas da parede do gabinete. (Veja as fotos do Fluke da RedGrittyBrick .) Essas blindagens contra explosão atuam como backup caso o fusível da HRC falhe ou seus contatos acabem. Os recortes também substituem parte do material FR4 PCB por ar, que é um isolador muito melhor.
Os recortes de PCB não são gratuitos, mas a maior parte do custo advém da adição do primeiro, o que já precisamos por outros motivos: em torno das tomadas de entrada, entre a seção de entrada e a seção de medição, etc. Há apenas uma pequena custo adicional para adicionar mais alguns cortes.
Esses custos extras são pequenos; dezenas de centavos.
No total, a fusão adequada acrescenta cerca de US $ 30 ao custo de varejo do medidor, por faixa. A configuração de dois fusíveis mostrada nas fotos Fluke da RedGrittyBrick representa, portanto, cerca de US $ 60 do custo de varejo.
É por isso que um medidor de "classe industrial" de US $ 50 não possui um fusível HRC nas duas faixas de corrente.