¿Por qué los amperímetros de alta corriente no están protegidos con un fusible?

Como dice el Sr. Lathrop, un fusible agrega costo y caída de voltaje adicional. Sin embargo, un problema aún mayor es que los fusibles no son muy buenos para proteger los circuitos. Para que el portafusible de 200 mA sea útil, el amperímetro debe ser capaz de sobrevivir constantemente a una condición de sobrecorriente sustancial durante el tiempo que tarda el fusible en fundirse. En el rango de 200 mA, probablemente no sea demasiado difícil. En el rango de 10A, es mucho más difícil. A menos que la derivación de corriente de 10 A tenga un exceso de ingeniería, es probable que se dañe por cualquier condición de sobrecarga suficiente para quemar un fusible de 10 A. Además, la mayoría de los medidores están diseñados con la filosofía de que tomar medidas incorrectas es peor que negarse a tomarlas.

Supongo que, en la práctica, la mayoría de los amperímetros tienen fusibles internos lo suficientemente buenos como para que, si se conectan directamente a la red eléctrica residencial, generalmente abran el circuito antes de incendiarse. Además, no me sorprendería si el circuito de lectura y medición de voltaje estuviera lo suficientemente aislado de la condición inesperada para que no se dañara eléctricamente. Por otro lado, a menos que la derivación de corriente esté físicamente aislada de todo lo demás, el otro circuito aún podría resultar dañado por el material fundido o vaporizado de la derivación. Y, por supuesto, " generalmente " no significa "confiablemente".

Los multímetros de buena calidad tienen fusibles y otras protecciones contra sobrecorriente en todos sus rangos de corriente.

Por ejemplo, los multímetros Fluke normalmente pueden sobrevivir estando conectados a 250 VCA en sus rangos de medición actuales.

F87-V F77-IV Tenga en cuenta los fusibles de alta capacidad de ruptura (HRC) separados para las entradas de 10 A y 400 mA.

Algunos multímetros baratos omiten estas protecciones como medida de ahorro.

Consulte Multímetros que no parecen cumplir con sus especificaciones de seguridad.

Y explicación de la protección de fusibles del multímetro EEVBlog

Un fusible puede agregar alguna caída de voltaje a altas corrientes y ciertamente agrega costos. Considere que el costo no es solo el fusible en sí, que en realidad es bastante barato, sino el soporte, alguna forma para que el usuario acceda a él, etc. Esto es básicamente una compensación de costo/calidad.

Algunos amperímetros tienen fusibles en los ajustes de corriente más altos.

No es barato agregar fusibles seguros y efectivos a un medidor. Hasta que supere los US $ 100 por el costo minorista del medidor, simplemente no puede permitirse el lujo de hacerlo correctamente.

Estos son los atributos que requerimos para una fusión adecuada en un DMM de grado industrial portátil:

1. Debe usar un fusible HRC costoso aquí, que cuesta US $ 6-10 cada uno en cantidad de 1k. (Los multímetros digitales de gama alta no son artículos de gran volumen). La relación entre el costo de la lista de materiales y el costo minorista es un factor de 3-5 para productos industriales como los multímetros digitales, por lo que esta parte por sí sola agrega $20-30 al costo minorista del medidor. lo que la convierte en la parte más costosa cuando se propone agregar fusibles seguros y efectivos a un multímetro digital.

   (Esto en un mundo donde los DMM de $ 10 reciben una consideración seria para algunas aplicaciones).

   No puede usar el tipo de fusible barato que normalmente ve aquí, por varias razones:

   • Los fusibles baratos no contendrán una explosión de alta energía. No es bueno que el fusible salve al medidor de un pico de 100 A si al hacerlo arroja escoria caliente sobre la PCB, uniendo puntos distantes para que el medidor libere su humo mágico justo después de reemplazar el fusible defectuoso.

   • Pocos dispositivos con fusibles se sostienen en la mano mientras el fusible está allí decidiendo si se quema o no. Cuando conecta su medidor portátil de 10 A a un dispositivo que está a punto de fallar lanzando un pico de 100 A a través de sus puntos de medición, realmente necesita que el fusible falle de manera rápida y segura.

   • Los fusibles baratos están destinados a aplicaciones en las que la corriente de estado estable normal se conoce por adelantado, por lo que lo que necesita es solo un poco de margen sobre ese valor, más quizás un poco de capacidad de sobretensión para permitir la corriente de entrada de encendido. .

     No usamos DMM de esa manera. Incluso cuando usamos los multímetros digitales correctamente, los estamos conectando deliberadamente a corrientes y fuentes de voltaje desconocidas , porque los estamos usando para aprender estos valores. Cuando aplicamos incorrectamente los multímetros digitales, como en su caso en el que dejó caer un medidor de corriente (casi demasiado corto ) en una fuente de alimentación, necesitamos que el medidor proteja primero al usuario y, en segundo lugar, a sí mismo.

   • Los fusibles baratos tienden a ser poco fiables. Después de todo, están diseñados para romperse.

   Hay un viejo chiste en el diseño de hardware: la parte más cara de la PCB fallará primero para proteger el fusible. Necesitas usar fusibles realmente buenos para darle la vuelta a esa broma y obtener una verdad con la que estés dispuesto a vivir.

2. Los clips que necesita para los fusibles HRC no son gratuitos. Cuestan alrededor de 30 centavos en cantidad por par, lo que agrega $ 2-3 al costo minorista del medidor si agregamos un segundo juego.

   Tenga en cuenta que nos estamos distinguiendo del extremo inferior aquí, donde tiene dos medidores colgados de una clavija en la ferretería, uno marcado $ 9.95 y el otro $ 11.95, y el primero se vende más que el segundo, porque bueno, dos dólares!

3. Un fusible HRC restringe la energía cinética de una falla dentro del cuerpo del fusible, pero también debemos restringir la energía eléctrica. El tipo de medidor que tiene uno o dos fusibles HRC en su interior está clasificado para pruebas de Categoría III o IV . Esto significa voltajes transitorios de miles de voltios y corrientes transitorias efectivamente ilimitadas.

   ("Ilimitado", preguntará? Si deja caer una varilla de cobre de calibre 0 a través de los terminales de un transformador de poste de energía, el cobre desaparece . Eso es lo más cercano a "ilimitado" en lo que respecta a nuestros propósitos aquí).

   El espacio necesario para constreñir estas energías aumenta el costo del medidor.

   De acuerdo, el espacio adicional de PCB y el plástico no son costos altos , pero nuevamente, estamos creando una distinción en el espacio del producto aquí, separando nuestro nuevo diseño de medidor de la clase de medidor de $ 10-20. Lo que gastamos aquí por un poco más de área de PCB y espacio de gabinete, tanto en términos de resina como del mayor costo del molde más grande necesario para darle forma, equivale a una fracción significativa del costo minorista total de un medidor barato.

   También queremos cortar algunas ranuras en la PCB para permitir que los protectores contra explosiones salgan de la pared de la caja. (Vea las fotos de Fluke de RedGrittyBrick ). Estos protectores contra explosiones actúan como respaldo en caso de que el fusible HRC falle o sus contactos se rompan. Los recortes también reemplazan parte del material de PCB FR4 con aire, que es un aislante mucho mejor.

   Los recortes de PCB no son gratuitos, pero la mayor parte del costo viene al agregar el primero, que ya necesitamos por otras razones: alrededor de los conectores de entrada, entre la sección de entrada y la sección de medición, etc. Solo hay una pequeña costo adicional a agregar algunos cortes más.

   Estos costos adicionales son pequeños; decenas de centavos.

En total, la fusión adecuada agrega alrededor de US $ 30 al costo minorista del medidor, por rango. Por lo tanto, la configuración de dos fusibles que se muestra en las fotografías de Fluke de RedGrittyBrick representa alrededor de $60 del costo minorista.

Esta es la razón por la cual un medidor de "grado industrial" de $50 no tiene un fusible HRC en ambos rangos de corriente.