Soy profesor de electrónica de secundaria y, mientras hacía un laboratorio sobre la Ley de Ohm, acabamos de quemar los fusibles de 12 de los 18 multímetros digitales nuevos mientras medíamos la corriente, ¡y no, los medidores no estaban conectados directamente a una fuente de voltaje!
Detalles: 18 nuevas fuentes de alimentación de 30 V CC, 18 nuevos Radio Shack 22-810 de 15 rangos DMM, resistencia más pequeña de 2 KOhm
Los estudiantes conectaron la resistencia y el amperímetro en serie a la fuente de alimentación.
El multímetro tiene una capacidad nominal de hasta 200 mA y el fusible es cerámico de 315 mA y 250 V.
Los voltajes oscilaron entre 5V y 25V. Incluso con la resistencia más pequeña de 2KOhm, la corriente más grande que se habría medido es de 12,5 mA. Incluso si los estudiantes maximizaran la fuente de alimentación a 30 V, la corriente sería solo de 15 mA, que está muy por debajo de 200 mA y 250 V.
Entonces mi pregunta es, ¿por qué se quemó el fusible en 12 de los 18 multímetros? Estaba supervisando directamente a los alumnos y nadie conectó el multímetro a la fuente de alimentación sin la resistencia. Busqué picos de corriente conectando el multímetro a la fuente de alimentación en modo de voltaje y el voltaje no cambió en absoluto. También medí el voltaje con un multímetro analógico y también fue sólido. Y dudo que incluso haya sobretensiones porque la fuente de alimentación debería filtrarlas, y también deberían ser visibles en el medidor de salida de la fuente de alimentación.
Me comuniqué con Radio Shack para ver si tal vez había un lote de fusibles defectuosos y, por supuesto, dijeron que no y que los fusibles no están cubiertos por la garantía.
Después de todas las comprobaciones que he hecho, ¿recomendaría envolver los fusibles con papel de aluminio para que los multímetros funcionen? No es como si quisiera envolver un fusible en el panel de fuente de una casa, automóvil o avión. Solo en los multímetros que solo están conectados a la salida de la fuente de alimentación.
Los fusibles se queman cuando fluye demasiada corriente a través de ellos.
En mi opinión, la probabilidad de que se trate de un problema relacionado con el lote es improbable: la mayoría de los fusibles son componentes críticos para la seguridad, generalmente con la marca de la agencia reguladora, especialmente las piezas con una clasificación de 250 V.
¿Puedes publicar una foto de un fusible fallado? Las tapas metálicas de los extremos suelen tener marcas que indican las clasificaciones, el fabricante y la información reglamentaria.
Este problema presenta una buena oportunidad para enseñar a su clase cómo solucionar problemas de forma metódica.
Prueba esto:
Si continúa haciendo estallar fusibles, hay dos hipótesis que vienen a la mente:
Demostrar cuál fue la causa se deja como ejercicio para los alumnos ;)
Dadas las condiciones que ha descrito, no hay una buena explicación de lo que ha sucedido, excepto que los fusibles están defectuosos.
Esto indica que los fusibles están defectuosos :-) - o que hay algo incorrecto en las condiciones descritas. Cuando suceden cosas como esta, es una buena idea preguntarse "¿qué sucedió realmente en comparación con lo que creo que sucedió?". A veces, el error humano se cuela muy sutilmente y a Murphy le encanta confundirnos.
En igualdad de condiciones, supongo que tiene algunas resistencias mal etiquetadas, o resistencias de bajo valor incorrectas en un lote de resistencias aparentemente de alto valor. Vea abajo.
Los fusibles de 200 mA probablemente NO sean un problema de seguridad, sino uno de protección del medidor. Es probable que el circuito se dañe si se usa un fusible de amperaje mucho mayor. Podrías sacrificar un metro para ver. Puede que no sea una buena elección.
Una forma de tratar de evitar sus problemas es colocar una resistencia de 125 ohmios en serie con los suministros en un punto al que los estudiantes no puedan acceder. Entonces la corriente máxima posible es 25V/125r = 200 mA. Una resistencia de 100r no quemaría un fusible de 200 mA. Los fusibles suelen estar clasificados para fundirse a 2+ x corriente nominal. Si se usa un voltímetro externo aguas abajo de la resistencia, la caída en la resistencia no es importante. Si está utilizando un medidor en la fuente de alimentación, puede ser importante. Si estas fuentes de alimentación se usan solo en este experimento (poco probable), se podría instalar una resistencia interna aguas arriba del medidor. No recomendado.
Otra alternativa es configurar los suministros al límite de corriente de 200 mA si esa función está disponible.
Puede agregar un limitador de corriente constante en serie, pero eso requiere tiempo y dinero y puede no ser deseable. Un LM317 más una resistencia de 5,6 ohmios hará un limitador de corriente de 223 mA. Requiere soldar una resistencia a una pieza TO220 y 2 cables externos. Envuelva toda la unidad en cinta o termorretráctil y colóquela en serie con el cable de fuente de alimentación. IFt caerá de 2 a 3 voltios en operación normal.
Fusibles: Inspeccione los fusibles quemados y los fusibles no quemados DETENIDAMENTE . ¿Son todos idénticos? O al menos, ¿hay una combinación de fusibles que sea esencialmente la misma en lotes quemados y no quemados? Una clara variación física apunta a un problema de clasificación de fusibles.
Examine la etiqueta de clasificación del fusible con una lupa. ¿Son fusibles de 315 mA o fusibles de 31 mA? El rango de 30 mA sería muy raro pero existe. Los fusibles generalmente se quemarán con aproximadamente el doble de valor nominal, pero es posible una amplia variación, por lo que sería marginal en su aplicación. Parece poco probable pero...
Si decide puentear sus fusibles, use el cable más delgado que pueda encontrar y suéldelo a través de los fusibles quemados. Es poco probable que encuentre un cable que se fusione por debajo de 100 mA. Si arruinas eso entonces 'summat aglae'.
Puede comprar y colocar fusibles "algo más grandes". Saber lo que sucede con sus medidores en corrientes más grandes puede ser bueno.
Algunos medidores tienen resistencias internas muy desagradables y, por lo tanto, reducen significativamente el voltaje. Mido y etiqueto las resistencias de rango de corriente de multímetros baratos para evitar que me pillen. SI su medidor tiene más de 3 ohmios de resistencia en el rango de 200 mA, caerá > V = IR = 0,2 x 3 =- > 0,6 V. Entonces, un diodo de silicio a través del medidor lo protegerá de sobrecorriente. Un diodo Schottky protegerá contra voltajes más bajos. 2 x diodos 1N4148 súper baratos espalda con espalda a través de las terminales del medidor pueden ser suficientes.
Tome un fusible sin quemar, coloque una pequeña corriente (¿20 mA?) A través de él y mida la caída de voltaje a través de él. Observe la caída y aumente lentamente la corriente. ¿Cuál es la caída de voltaje y la corriente cuando sopla? Pruebe esto con un fusible de 300 mA de otras fuentes.
Mida las resistencias de TODAS las resistencias que usaron los estudiantes. ¿Son las resistencias de 2k TODAS REALMENTE 2k? ¿Hay algunos de 200 ohmios ahí? O 20 ohmios. O 2 ohmios? :-). Tenga en cuenta que es posible que no sea el valor más bajo previsto el que esté defectuoso. Un 100k que es un 100R te engañará si buscas un 2k/20r. Mídelos todos. La forma más rápida es configurar la fuente de alimentación alta, poner un medidor en un rango de 10 amperios, por ejemplo, luego cortar la fuente de alimentación a través de la resistencia y el medidor. Si un medidor de 2k es 2k, difícilmente se moverá. Si obtiene 200 mA+, debería notarlo. El medidor no se dañará a 10 amperios.
Entonces, en general, un misterio. Los fusibles están malos o algo no es lo que parece. Esperemos que lo anterior proporcione algunas pistas.
Puede intentar ejecutar el experimento usando el rango del multímetro de 10 amperios. Si la fuente de alimentación tiene un límite de corriente (debería hacerlo si se usa en la educación), no debería poder dañar nada, pero puede obtener más información sobre la situación.
Actualizar:
Muchas gracias por todas las respuestas. Obtuve muchas ideas para solucionar problemas e hice un trabajo de investigación.
Hoy, conecté el mismo arreglo que antes: fuente de alimentación, resistencia y un multímetro (con un buen fusible) y medí la salida de la fuente de alimentación con un osciloscopio durante más de una hora. Todo estaba sólido y el voltaje no cambió en absoluto. Además, todas las resistencias se midieron nuevamente y todas están dentro de la tolerancia. El fusible no se fundió en el multímetro.
Posibilidades de lo que podría haber salido mal: Resistencias demasiado bajas (Eliminado) Multímetros conectados incorrectamente (Eliminado) Fusibles defectuosos (Muy poco probable, elemento de seguridad y fabricado con tolerancias estrictas, las etiquetas muestran la clasificación correcta) Fuentes de alimentación defectuosas (Algo improbable, verifique con un osciloscopio para más de una hora) Mala energía de la red eléctrica de la escuela (muy probablemente porque se estuvo haciendo trabajo eléctrico durante toda la semana, además de que una fuente de alimentación también se fundió el mismo día)
Conclusión: La causa más probable de que se fundan los fusibles del multímetro es la mala alimentación principal cuando se realizaban trabajos eléctricos en la escuela. Sé que se está trabajando con certeza porque el técnico desconectó toda la energía mientras trabajaba a la hora del almuerzo al día siguiente. Creo que es muy importante que la escuela nos diga cuándo están haciendo trabajos eléctricos porque estamos usando equipos eléctricos sensibles en el laboratorio. Pasado al jefe de departamento y a la alta dirección...
Michael Kohne
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Piotr Kula
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