Fusibile

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Il fusibile è un dispositivo elettrico in grado di proteggere un circuito dalle sovracorrenti (causate per esempio dai cortocircuiti). Il funzionamento è estremamente semplice: il fusibile è composto di una cartuccia, attraversata da un sottile filo conduttore nel quale passa la corrente nominale del circuito da proteggere; questo filo è l'elemento fusibile vero e proprio, con una portata amperometrica ben precisa. Quando sopraggiunge una sovracorrente, il filamento fonde provocando l'apertura del circuito.

Alcuni tipi di fusibili
Simboli circuitali dei fusibili

Uso dei fusibili[modifica | modifica wikitesto]

Negli impianti di vecchia data, il fusibile era la principale protezione contro i cortocircuiti. Per garantire la protezione anche dai sovraccarichi, era necessario affiancare i fusibili a degli interruttori termici. Oggi il fusibile è stato rimpiazzato dall'interruttore magnetotermico, il quale non deve essere sostituito ogni volta che interviene e che implementa già anche la protezione termica.

Tuttavia, l'uso dei fusibili è sempre fondamentale per la protezione integrata dei singoli apparecchi elettronici che possono trovarsi in cortocircuito (per esempio, un alimentatore da banco per circuiti, i cui terminali in uscita possono accidentalmente trovarsi in cortocircuito), permettendo così di non danneggiare il circuito interno, oppure per proteggere l'apparecchio senza che il magnetotermico eventualmente presente interrompa anche altri circuiti.

Nel Regno unito, nelle spine elettriche di tipo G e in alcune spine Britanniche di tipo D ed M è presente una protezione da fusibile al fine di proteggere il singolo apparecchio collegato alla presa.

Fusibili a cartuccia[modifica | modifica wikitesto]

Sono costituiti di un corpo generalmente cilindrico, in vetro oppure ceramica, al cui interno è presente un filo metallico (chiamato elemento) che unisce due contatti. Il filo è dimensionato in modo tale da fondere (a causa del calore prodotto per effetto Joule) in caso di aumento della corrente che lo attraversa.
Nei modelli per correnti particolarmente elevate, l'elemento è immerso in un materiale inerte isolante polverizzato, che ha lo scopo di spegnere rapidamente l'arco elettrico che può formarsi fra i due pezzi di filamento fuso, depositandosi fra essi.
Se nei piccoli fusibili in vetro si può osservare in trasparenza l'integrità del filo, nei grossi fusibili con corpo ceramico è spesso presente un indicatore su un contatto, trattenuto dal filo interno, che, in caso di intervento del fusibile, esce dal corpo del fusibile e segnala l'intervento.

Nei fusibili a intervento lento è in uso una tecnica costituita da una molla a spirale in metallo duro, trattenuta in tensione da una saldatura a stagno; se il superamento del valore nominale persiste per un determinato tempo, la temperatura della zona saldata a stagno sale a tal punto da fondere la giunzione, di conseguenza la molla si ritrae e il fusibile risulta interrotto.

Salendo con correnti nominali e tensioni nominali i formati cambiano passando a formati a coltelli oppure addirittura per fissaggio direttamente su sbarra elettrica.

Oltre alla portata in ampere e il tipo di cartuccia, la scelta di un fusibile è determinata anche dalla tensione di utilizzo e dalla rapidità di intervento. I modelli per la protezione di impianti elettrici sono in genere rapidi (gG/gL o F) nel caso in cui si proteggano linee di distribuzione e trasformatori, mentre si utilizzano fusibili ritardati (aM o T) per sopportare le intense sovracorrenti prodotte dall'avviamento di motori elettrici. Fusibili ultrarapidi (FF, aR o gR) vengono invece impiegati per salvaguardare i delicati circuiti a transistor.
Ogni fusibile presenta una sua curva caratteristica, in cui il tempo di intervento è funzione della corrente.

Nei fusibili ritardati (aM) e rapidi (gG/gL) la portata nominale indica la massima corrente che può attraversare il fusibile in maniera continuativa senza che il fusibile intervenga.

In caso di dimensionamento di fusibili ultrarapidi bisogna considerare anche l'I2t totale del fusibile opportunamente declassato in funzione della tensione di utilizzo e la portata del fusibile in quanto un fusibile ultrarapido non può essere utilizzato fino alla propria corrente nominale. Esistono in commercio fusibili ultrarapidi in grado di raggiungere portate nominale di diversi kA.

Appositi fusibili per media tensione vengono utilizzati anche per la protezione di linee MT fino a 36kV e motori elettrici fino a 12kV.

La sostituzione dei fusibili bruciati deve essere effettuata con attenzione, possibilmente togliendo corrente a monte dell'impianto, rispettando il modello originale e soprattutto cercando di comprendere la causa dell'intervento di protezione.

Nomenclatura[modifica | modifica wikitesto]

Ogni fusibile possiede una sigla formata da 4 parti: tipologia, corrente nominale, potere di interruzione, voltaggio nominale.

Per i fusibili di formati in miniatura la tipologia può essere:

  • FF: superveloci oppure FA
  • F: veloci
  • M: medi
  • R: ritardati oppure T
  • RR: superritardati oppure TT

Per i fusibili di bassa tensione ma in formati maggiori può essere "aM": ritardati "gG/gL": rapidi "aR/gR": ultrarapidi

Il potere di interruzione può essere elevato (indicato da H) o basso (indicato da L).

Spegnimento arco elettrico[modifica | modifica wikitesto]

Quando un fusibile apre, specie se percorso da forte corrente, i terminali tendono a formare un arco elettrico che annullerebbe l'azione del fusibile; per questo molti fusibili contengono materiale estinguente come la sabbia di quarzo che estingue rapidamente l'arco elettrico.

Inconvenienti[modifica | modifica wikitesto]

Fusibile rotto causa vibrazione

I fusibili possono venire incontro a diversi inconvenienti dati dalla tipologia d'ambiente in cui si trovano, in particolar modo i modelli con il conduttore esposto, i più frequenti sono l'interruzione per vibrazioni o forzatura dei terminali, ossidazione o corrosione per esposizione ad agenti atmosferici o chimici, fusione per surriscaldamento da irraggiamento o conduzione.

Fusibili per veicoli[modifica | modifica wikitesto]

Dimensioni dei fusibili per veicoli in scala 1:1

Sono appositamente studiati per i mezzi di trasporto, con dimensioni e forma che ne permettono una maggiore praticità e permettono di proteggere i circuiti elettrici dell'automobile, per proteggere da cortocircuiti e non causare danni agli altri elementi dei circuiti. sono solitamente da 24V, ma spesso è possibile trovarne anche da 48V. Nei veicoli possiamo trovare 4 tipi di fusibili standard (in passato era utilizzato anche il fusibile "Bosch"): Mini low profile, mini standard, medium, maxi.

Lo schema colori utilizzato è il seguente (per mini e medium):

Colore Portata
Nero 1A (solo medium)
Grigio 2A
Viola 3A
Rosa 4A
Arancio 5A
Marrone 7.5A
Rosso 10A
Blu-Azzurro 15A
Giallo 20A
Trasparente 25A
Verde 30A
Verde-Blu 35A (solo medium)
Ambra 40A (solo medium)

Mentre per i maxi:

Colore Portata
Giallo 20A
Grigio 25A (poco usato)
Verde 30A
Marrone 35A (poco usato)
Arancio 40A
Rosso 50A
Blu-Azzurro 60A
Arancio 70A
Trasparente 80A
Viola 100A

Fusibili autoripristinanti[modifica | modifica wikitesto]

In alcune situazioni particolari dove il cortocircuito o il sovraccarico possono essere frequenti e nella norma, per evitare di sostituire frequentemente i fusibili, si utilizzano particolari modelli in grado di ripristinarsi automaticamente al cessare della causa.
In pratica sono costituiti da un resistore "PTC" (Positive Temperature Coefficient) ovvero un resistore il cui valore di resistenza aumenta con la temperatura. Al superamento di un valore di corrente, l'aumento di temperatura causa un aumento di resistenza, che a sua volta causa un aumento dell'effetto Joule e così via, con effetto valanga.

Un dispositivo dal comportamento simile, ma che risponde alle variazioni di tensione è il varistore.

Fusibili termici[modifica | modifica wikitesto]

I fusibili termici (chiamati TCO, thermical cut-offs) hanno il potere di interrompersi quando la temperatura del fusibile (e quindi dell'ambiente circostante) supera una certa soglia. I valori di soglia cambiano da un costruttore all'altro, ma solitamente vanno dai 50 °C ai 300 °C ed il loro funzionamento si basa sulle proprietà di un dischetto realizzato in lamina bimetallica, a seconda dello stato on/off, la sua sezione cambia da concava a convessa e viceversa. Esistono dei tipi ripristinabili, forzando manualmente la lamina in posizione di lavoro.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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