Предохранитель - это электрический компонент, выполняющий защитную функцию.

Защита электрической цепи от короткого замыкания и перегрузки. ¹⁾

Выделяют следующие разновидности предохранителей:

• одноразовые (плавкие) предохранители,
• предохранители для многократного использования (автоматические выключатели),
• самовосстанавливающиеся предохранители.

Плавкий предохранитель называется так потому, что в его основе лежит плавкая вставка. Эта плавкая вставка состоит из сплава, который имеет низкую температуру плавления и при возникновении тока опасного для цепи, количества теплоты которое выделяется при протекании такого тока через эту вставку достаточно, чтобы её расплавить. Когда вставка расплавляется - “перегорает”, то цепь оказывается разомкнутой.²⁾

Автоматический выключатель (также автомат защиты, автомат) состоит из множества компонентов, к основным из которых можно отнести рычаг для включения-отключения, подвижный и неподвижный контакты, осуществляющие коммутацию цепи, а также механизм расцепления автомата. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или магнитным. Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Электромагнитный расцепитель (отсечка) - расцепитель мгновенного действия, представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. ³⁾

Самовосcтанавливающийся предохранитель изготавливается из специального проводящего пластика, который проводит ток до тех пор, пока его температура не превысит определённый порог. После этого сопротивление проводящего пластика резко увеличивается, что и приводит к разрыву электрической цепи. Это происходит потому, что при превышении температурного порога кристаллическая структура полимера трансформируется в аморфную, а цепочки технического углерода, по которым и проходил ток, разрушаются.⁴⁾

Предохранитель включается последовательно с потребителем электрического тока и разрывает электрическую цепь при превышении номинального тока – тока, на который рассчитан предохранитель. ⁵⁾
Номинальный ток – наибольший допустимый по условиям нагрева токопроводящих частей и изоляции ток, при котором оборудование может работать неограниченно длительное время.
Номинальный ток является одним из основных параметров практически любого электрооборудования (предохранителей, выключателей, трансформаторов, ЛЭП, шин и т. д.) и указывается в его паспорте и/или на самих деталях. ⁶⁾
Сила тока в Международной системе единиц (СИ) измеряется в амперах (русское обозначение: А; международное: A). ⁷⁾

Плавкий предохранитель. Плавкий предохранитель устроен просто и работает незаурядно. Принцип его работы основан на тепловом действии электрического тока. Берётся тонкий медный провод, который выдерживает определённую силу тока, помещается в стеклянную или керамическую колбу, чтобы при срабатывании расплавленный металл не разбрызгивался в разные стороны. Иногда этот защитный элемент спасает при коротком замыкании в схеме, но вот беда, сам он «умирает» навсегда. Для замены неисправного плавкого предохранителя требуется вскрывать корпус устройства, и заменять сгоревший предохранитель. Но производить такую операцию не всегда удобно, да и требуется она не всегда. Поэтому в таких случаях самовосстанавливающийся предохранитель является весьма логичной заменой плавкому предохранителю.⁸⁾

Автоматический выключатель. При превышении номинального значения рабочего тока автомата защиты один из расцепителей (тепловой или магнитный) приводит в действие механизм расцепления, который, в свою очередь, воздействует на пружину, отводящую подвижный контакт, после чего происходит разрыв электрической цепи. Для включения автомата защиты, находящегося в расцепленном положении, механизм должен быть взведен посредством перемещения рычага взвода автомата в соответствующее положение.

Самовосстанавливающийся предохранитель. Принцип действия основан на резком увеличении сопротивления при превышении порогового тока, протекающего через него. После отключения питания (отключения нагрузки, уменьшения напряжения и т. д.) по истечении некоторого времени внутреннее сопротивление проводящего пластика вновь уменьшается — предохранитель самовосстанавливается. Увеличение сопротивления сопровождается нагревом предохранителя примерно до 80 градусов по Цельсию. После устранения замыкания, когда протекающий ток снизится до исходного значения, предохранитель остывает и его сопротивление возвращается к начальному значению.⁹⁾ Таким образом, срабатывание защиты не влечёт за собой необратимое перегорание предохранителя, и устройство начинает работать сразу же после устранения неисправности или короткого замыкания в питаемой схеме.

Видео "Как делают предохранители"

Предохранители применяются в электрических цепях для защиты электрооборудования с различной величиной напряжения. Например, плавкие предохранители используются для защиты силовых трансформаторов на подстанциях. Автоматические выключатели распространены в жилищном строительстве. Они устанавливаются на линию фазы и препятствует превышению тока в связи с подключением слишком большой нагрузки внутри квартиры. Также предохранители используются и в машиностроении для обеспечения защиты электрических цепей станков. Самовосстанавливающиеся предохранители применяются в слаботочных низковольтных цепях. Такие предохранители часто применяются в бытовых ПЭВМ для защиты от перегрузок или короткого замыкания в цепях USB-, FireWire-портов и других интерфейсах с подводимым питанием. ^{10) 11)}

Автомобильные предохранители

Бытовые автоматы защиты

Самовосстанавливающийся предохранитель в блоке питания

• Контроль состояния и нагрева контактных соединений и замена перегоревших плавких вставок (пробок). Замену предохранителей (пробок) следует выполнять в защитных очках, стоя на диэлектрическом коврике. Патроны предохранителей следует извлекать с помощью изоляционных клещей, специальной съемной ручки или рукой, защищенной диэлектрической перчаткой.
• Ежедневный визуальный осмотр, периодическая очистка предохранителей от пыли и загрязнений, проверка и, при необходимости, затягивание зажимных винтов, а также проверка надежности присоединения всех проводов.