Zrób sobie słuchawkowca wg Jasia

[Romekd]

Czołem.

Witam.

Teraz po przeanalizowaniu wyników myślę, że rolą tej kropelki jest po odpowiednim rozgrzaniu wnikanie do metalu drucika i "wypłukiwanie" z niego miedzi, jak np. ma to miejsce w grocie lutownicy transformatorowej, gdzie cyna stopniowo rozpuszcza grot, powodując jego przewężenie i nadmierny wzrost temperatury w tym miejscu. To oczywiście tylko moja teoria, ale w pięciu zniszczonych bezpiecznikach kulka wyglądała wizualnie na prawie niezmienioną, a drucik ulegał przepaleniu na styku z kuleczką, lub bezpośrednio w jej pobliżu.

Można też przyjąć inny mechanizm zadziałania bezpiecznika mianowicie, że ta pętelka drutu pokryta " bąbelkiem cyny " ma utworzyć " bocznik " który jest technologicznie zdecydowanie łatwiej tak wykonać. Ma on zdecydowanie mniejszy opór i tym samym może przewodzić znacząco większy prąd niż cienki drucik w bezpieczniku. Przy pewnej granicznej wartości prądu powyżej wartości znamionowej podanej na obudowie sam drucik zaczyna się rozgrzewać ponad temperaturę znamionową zaś sam " bocznik " jest znacząco chłodniejszy, a to prowadzi do wzrostu oporu cienkiego drucika i jego temperatury. Co jeszcze bardziej osłabia cienki drucik, i powoduje że ulega on przerwaniu właśnie przy owej " kulce " bo to jest najsłabsze miejsce celowo wytworzone aby zapewnić jak najbardziej powtarzalne parametry. Brak owej " kulki " w bezpieczniku spowodował by znaczący rozrzut prądu przy którym ulegał by on przepaleniu, bo drucik zamiast się przepalić mógłby się po prostu rozciągnąć nie przerywając obwodu. Pewność działania zależała by od zbyt wielu parametrów, czasu przepływu prądu, jego wielkości, składu chemicznego stopu z jakiego wykonano włókno bezpiecznika itp. Jaka jest poprawna zasada działania tego typu bezpiecznika, nie jestem w stanie powiedzieć na 100%. To co napisałem jest moją oceną zjawiska zachodzącego w tym typie bezpiecznika z którą mogą się Koledzy nie zgodzić.
Pozdrawiam.

Ciekawa teoria, jednak nie za bardzo rozumiem, dlaczego bezpośrednio przy bąbelku z cyny temperatura drucika miałaby być najwyższa, skoro sam bąbelek miałby być zdecydowanie od drucika chłodniejszy? Myślę, że najwyższą temperaturę powinien mieć drucik znajdujący się w pewnej odległości od zimnego metalowego kapsla i znacznie chłodniejszej od niego kuleczki cyny... Ciekawe jest to, że po podaniu na bezpiecznik dwukrotnie większego od znamionowej wartości prądu, pojawia się niewielki dymek z drucika stykającego się z kuleczką. Poza tym jeszcze przed włączeniem prądu, drucik po obu stronach ma wysoki połysk, ale kilka milimetrów (2 mm) od kulki wydaje się w moich bezpiecznikach jakby "brudny", pokryty tlenkiem (korozją) i właśnie w tym miejscu najczęściej się przepala (po przepaleniu to miejsce robi się znacznie grubsze). Nie udało mi znaleźć jakichkolwiek informacji na ten temat w notach katalogowych bezpieczników zwłocznych. Miałem nadzieję, że może ktoś z Kolegów dysponuje jakąś wiedzą na ten temat.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Dziekuje Romku i faktus za kawal dobrej roboty -- byc moze komus jeszcze sie przyda! Ciekawe zjawiska dzieja sie w bezpieczniku. Jak zwykle na Was zawsze mozna liczyc by czegos interesujacego sie dowiedziec!

Skonczylem w koncu instalacje filtrow do wody w moich 'podziemiach' wiec byc moze uda mi sie dzis wygospodarowac chwile, zeby zmontowac ten softstart...

W wolnej chwili wykonałem "w pająku" stabilizator napięcia żarzenia z układem LD1084 (tym samym, z którym układ testował Jurek O). Postanowiłem jednak nieco go przeprojektować, by wykorzystać w nim tranzystor NPN, zamiast PNP, który stosowany był powszechnie w stabilizatorach z LM317 o powolnym narastaniu napięcia wyjściowego (z noty katalogowej LM317T);

https://www.google.com/search?q=lm317+s ... 8&dpr=1.25 . Poniżej schemat mojego rozwiązania.

Stabilizator_LD1084V-6,3V.png

Rezultaty okazały się całkiem przyzwoite. Napięcie wyjściowe w układzie zaczynało narastać od wartości ok. 1,25 V i z wartościami elementów ze schematu powyżej, osiągało 6,3 V po ok. 40 sekundach (ten czas można regulować wartością jednego kondensatora lub rezystora). Układ zasiliłem z zasilacza o napięciu wyjściowym 8 V i maksymalnym prądzie 20 A, a obciążenie stabilizatora stanowiła lampa elektronowa o prądzie grzejnika 1,2A. Żadnego wzbudzenia się układu nie zaobserwowałem, a napięcie narastało zgodnie z oscylogramem z załącznika poniżej (podstawa czasu to 5 s na działkę).

stab2_6,3V.jpg

Zaletą jest bardziej równomierne narastanie napięcia i niższe niż w aplikacji z noty katalogowej napięcie początkowe.

Pozdrawiam
Romek

[faktus]

Witam.
Kolego Romku dziękuję za ciekawy projekt stabilizatora, który przedstawiłeś, nie omieszkam go wypróbować.
Co do mechanizmu przepalania się drucika bezpiecznika to jest jak widać dość ciekawe zjawisko. Nie jestem w stanie odpowiedzieć na Twoje wątpliwości odnośnie nalotu na części owego drucika, być może jest to zwykła rdza lub specjalna powłoka mająca za zadanie ułatwić przepalenie się w tym miejscu.
Natomiast podobny mechanizm z przerwaniem ciągłości zaobserwowałem w czasie spawania elektrodą otuloną. Często musimy ustawić duży prąd w górnej granicy wymaganej przy spawaniu określoną średnicą elektrody, bo np. musimy uzyskać głęboki przetop spoiny. W wyniku ustawienia dużego prądu w czasie spawania elektroda często rozgrzewa się do białości, mięknie i się przepala. Ale najciekawsze jest gdzie się przepala, mianowicie przy samym uchwycie spawalniczym o większym przekroju i większej bezwładności cieplnej w stosunku do elektrody i to bez względu na długość elektrody. To samo dzieje się przy spawaniu gołym drutem. Widać, że nie jest to przypadek. Wydaje mi się, że duża bezwładność cieplna owego bocznika w bezpieczniku i uchwytu spawalniczego w stosunku do elektrody i drucika w bezpieczniku powoduje powstanie pewnej granicznej strefy w której zarówno elektroda jak i drucik w bezpieczniku ulegają przerwaniu za sprawą grawitacji. Strefa ta z jednej strony ma materiał plastyczny mogący się odkształcać, a z drugiej strony materiał w stanie nie plastycznym bez możliwości tak dużych odkształceń. Na granicy tych dwu obszarów następuje rozdzielenie co w bezpieczniku powoduje przerwę w obwodzie. To jest moja subiektywna ocena tego zjawiska. Ciekawe co inni Koledzy sądzą na ten temat.
Pozdrawiam.

[TooL46_2]

W wolnej chwili wykonałem "w pająku" stabilizator napięcia żarzenia z układem LD1084 (tym samym, z którym układ testował Jurek O). Postanowiłem jednak nieco go przeprojektować, by wykorzystać w nim tranzystor NPN, zamiast PNP, który stosowany był powszechnie w stabilizatorach z LM317 o powolnym narastaniu napięcia wyjściowego (z noty katalogowej LM317T);

Jak ja w koncu zakumalem jak ten uklad z LM317 dziala to teraz pozmieniales i musze sie uczyc od nowa Rozumiem tutaj, ze prad wyplywajacy z bazy BC146C laduje 100uF kondensator przez 100k rezystor do momentu az napiecie kolektor-baze wzrosnie z -0V7 do 0V i tranzystor sie zatka? Dobrze mysle? Przynajmniej tak mi symulator podpowiada ale pewnie cos zle pomierzylem

[Alek]

[...]

Ciekawa teoria, jednak nie za bardzo rozumiem, dlaczego bezpośrednio przy bąbelku z cyny temperatura drucika miałaby być najwyższa, skoro sam bąbelek miałby być zdecydowanie od drucika chłodniejszy? Myślę, że najwyższą temperaturę powinien mieć drucik znajdujący się w pewnej odległości od zimnego metalowego kapsla i znacznie chłodniejszej od niego kuleczki cyny... Ciekawe jest to, że po podaniu na bezpiecznik dwukrotnie większego od znamionowej wartości prądu, pojawia się niewielki dymek z drucika stykającego się z kuleczką. Poza tym jeszcze przed włączeniem prądu, drucik po obu stronach ma wysoki połysk, ale kilka milimetrów (2 mm) od kulki wydaje się w moich bezpiecznikach jakby "brudny", pokryty tlenkiem (korozją) i właśnie w tym miejscu najczęściej się przepala (po przepaleniu to miejsce robi się znacznie grubsze). Nie udało mi znaleźć jakichkolwiek informacji na ten temat w notach katalogowych bezpieczników zwłocznych. Miałem nadzieję, że może ktoś z Kolegów dysponuje jakąś wiedzą na ten temat.

Pozdrawiam
Romek

Może być jeszcze inaczej. Rolą kuleczki może być tylko odbieranie ciepła z drucika. Z teorii katod wiadomo, że rozkład temperatury wzdłuż drucika jest taki, że najgorętszy jest na środku. W katodach bezpośrednio żarzonych emituje elektrony tylko pewien odcinek włókna, krótszy od jego geometrycznej długości. Dodanie kulki powoduje, że bardzo wzrasta pojemność cieplna na środku, a więc w miejscu, które bez tej kulki byłoby najgorętsze. Co więcej, ta "Strefa oddziaływania kulki" występuje także na pewnym odcinku drutu poza nią, gdyż odbiera ona ciepło z drutu. Wskutek tego tak spreparowany drut powinien wytrzymać większy prąd niż taki sam drut bez tej kulki. W trakcie przepływu prądu kulka się nagrzewa (zajmuje to pewien czas), odbiera ciepło z drutu gorzej, on się nagrzewa i przepala w końcu poza kulką, a więc tam, gdzie temperatura drucika była największa.

[TooL46_2]

A-ha! To tlumaczyloby dlaczego u mnie 'zjaraly' sie wlasnie druciki a nie kulka dzieki czemu teraz mam 3 kulki w srodu (z przerwa ).

[Romekd]

Czołem.

Może być jeszcze inaczej. Rolą kuleczki może być tylko odbieranie ciepła z drucika. Z teorii katod wiadomo, że rozkład temperatury wzdłuż drucika jest taki, że najgorętszy jest na środku. W katodach bezpośrednio żarzonych emituje elektrony tylko pewien odcinek włókna, krótszy od jego geometrycznej długości. Dodanie kulki powoduje, że bardzo wzrasta pojemność cieplna na środku, a więc w miejscu, które bez tej kulki byłoby najgorętsze. Co więcej, ta "Strefa oddziaływania kulki" występuje także na pewnym odcinku drutu poza nią, gdyż odbiera ona ciepło z drutu. Wskutek tego tak spreparowany drut powinien wytrzymać większy prąd niż taki sam drut bez tej kulki. W trakcie przepływu prądu kulka się nagrzewa (zajmuje to pewien czas), odbiera ciepło z drutu gorzej, on się nagrzewa i przepala w końcu poza kulką, a więc tam, gdzie temperatura drucika była największa.

Alku, właśnie zniszczyłem kolejnych sześć bezpieczników 3,15A/250V. Mechanizm uszkadzania się każdego z nich był identyczny. Przepuszczałem przez nie prąd o wartości 6,2 A, a spalenie następowało za każdym razem po ponad 3 minutach. Co ciekawe przez te trzy minuty drucik nie żarzył się w ogóle (sprawdzałem to w zupełnej ciemności) i cały czas pozostawał na nim lustrzany połysk (jakby był wypolerowany ), a dopiero w trzeciej minucie nagle na styku z kuleczką nagrzewał się do czerwoności, co może trwało z sekundę, i przepalał, "okopcając" powierzchnię szklanej rurki nad punktem przepalenia. Za to z drugiej strony kulki w tym samym momencie wyginał się razem z kulką pod ostrym kątem, co powodowało pojawienie się przerwy na środku drucika o takiej samej szerokości jak szerokość kulki. Co o tym myślisz? Drucik bezpiecznika szybkiego, który nie ma na sobie takiej kulki z innego metalu, po dwukrotnym przekroczeniu prądu cały czas pozostaje nagrzany do czerwoności, a jego wydłużenie powoduje, że środek drucika niemal opiera się o szkło obudowy, po czym po paru minutach przepala się, wskutek utlenienia i przewężenia w okolicy środka. Mechanizm jego destrukcji jest zatem zupełnie inny i całkowicie jasny do zrozumienia...
Kulka w bezpieczniku zwłocznym, jako cięższa, za każdym razem opadała na dół, a zgięcie pozostałej części drucika zawsze znajdowało się na styku z kulką. Jak zatem wytłumaczysz, że drucik nie jest nagrzany do czerwoności przez wiele minut, a później nagle w punkcie styku z kulką zaczyna się świecić od temperatury i niemal momentalnie się przepala...
Poniżej zdjęcie jednego z uszkodzonych bezpieczników (ustawiony w takiej pozycji, w jakiej uległ uszkodzeniu). Pozostałe wyglądały tak samo.

T3,15A po 3 minutach przy 6A_2.jpg

Pozdrawiam
Romek

[Boguś]

A jak się zachowa gdy będzie w pozycji pionowej ?

[Romekd]

A jak się zachowa gdy będzie w pozycji pionowej ?

Ciekawy pomysł, idę sprawdzić...

Pozdrawiam
Romek

[Alek]

Nie wiem, jaka jest technologia tych bezpieczników. Może różni się ona w zależności od producenta. Jeśli upala się na kulce, widziałbym takie możliwe wytłumaczenie: materiał drucika oraz kulki być może mogą tworzyć stop eutektyczny, przy czym temperatura topnienia materiału kulki (czystego składnika 1 stopu) jest niższa od temperatury topnienia drucika (czystego składnika 2 stopu). Być może pojawiający się na początku dymek to objaw częściowego celowego utlenienia drucika w celu zwiększenia jego temperatury w tym miejscu za pomocą jakiejś substancji na druciku. Gdy wskutek grzania materiał kulki stopnieje choćby miejscowo, zacznie się rozpuszczanie drucika w wytworzonym stopie. Topnienie to może zachodzić coraz łatwiej w miarę tego, jak drucik się rozpuszcza (skład stopu coraz bliższy eutektycznemu). Gdy drucik dostatecznie ulegnie rozpuszczeniu, kulka nie mając na czym się już utrzymać musi siłami adhezji "uciekać" na część nie stopionego jeszcze drucika. Tak się czasami dzieje w napylarkach, gdy źle się dobierze materiał parownika i materiału naparowanego.

[Romekd]

Nie wiem, jaka jest technologia tych bezpieczników. Może różni się ona w zależności od producenta. Jeśli upala się na kulce, widziałbym takie możliwe wytłumaczenie: materiał drucika oraz kulki być może mogą tworzyć stop eutektyczny, przy czym temperatura topnienia materiału kulki (czystego składnika 1 stopu) jest niższa od temperatury topnienia drucika (czystego składnika 2 stopu).

Kuleczka z drucika stopiła mi się przy kontakcie z grotem lutownicy. Teraz pomyślałem, że mogłem stopniowo podnosić temperaturę grota, by dokładnie sprawdzić temperaturę topnienia (lutownice PACE, z których korzystam, mają wyświetlacz i są dość precyzyjne). Po zgnieceniu w kleszczykach do "naleśnika", wyglądem przypominała ołów, z tym szaro matowym połyskiem (nieco ciemniejszym niż czystej cyny) i wydawała się miękka i plastyczna. Na pewno topiła się w temperaturze niższej od 300°C. Natomiast drucik rozżarzał się do koloru jasno czerwonego, bezpośrednio przed przepaleniem, więc jego temperatura topnienia była dużo wyższa.

Być może pojawiający się na początku dymek to objaw częściowego celowego utlenienia drucika w celu zwiększenia jego temperatury w tym miejscu za pomocą jakiejś substancji na druciku. Gdy wskutek grzania materiał kulki stopnieje choćby miejscowo, zacznie się rozpuszczanie drucika w wytworzonym stopie. Topnienie to może zachodzić coraz łatwiej w miarę tego, jak drucik się rozpuszcza (skład stopu coraz bliższy eutektycznemu). Gdy drucik dostatecznie ulegnie rozpuszczeniu, kulka nie mając na czym się już utrzymać musi siłami adhezji "uciekać" na część nie stopionego jeszcze drucika. Tak się czasami dzieje w napylarkach, gdy źle się dobierze materiał parownika i materiału naparowanego.

To co napisałeś Alku jest bardzo prawdopodobne, ale nie za bardzo możemy to sprawdzić. Zniszczyłem jeszcze dwa bezpieczniki T3,15A/250V, tym razem ustawione pionowo. Niestety przy pierwszym nie włączyłem stopera, natomiast drugi wytrzymał 1 minutę i 57 sekund. Miałem wrażenie, że przepalają się dużo szybciej niż ustawione poziomo. W obu przepalił się drucik nad kulką, po czym kulka opadła z drucikiem znajdującym się pod nią (który i tym razem również skrzywił się bezpośrednio pod nią), ale się od niego nie oderwała. Nie zauważyłem też by rozgrzana spływała po druciku w dół. Poniżej zdjęcie jednego z tak spalonych bezpieczników (więcej nie będzie, bo skończyły mi się bezpieczniki zwłoczne 3,15A z kulką ).

T3,15A po 3 minutach przy 6A_3.jpg

Pozdrawiam
Romek

[anodeon]

Dobry wieczór.

Panie Romanie - jedyne, co mi przychodzi do głowy to tzw. efekt "M" (Metcalfa, metalurgiczny).

Niestety, z domu nie mam dostępu do pełnego artykułu:

http://www.schmelzleiter-archiv.de/Hist ... eprobe.pdf

ew. jeszcze tu:

http://ssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upl ... _Fuses.pdf

A.

[Romekd]

Dobry wieczór Panie Adamie!

Dziękuję za dobry materiał. Właśnie pogrążam się w jego lekturze. Bardzo dużo ciekawych informacji, wyjaśniających moje wątpliwości co do zjawisk zachodzących w bezpiecznikach zwłocznych.

Pozdrawiam serdecznie
Romek