บทความ
วิธีการ
เครื่องมือออนไลน์
Shopee
Lazada
TikTokการทำงานของฟิวส์
ฟิวส์ (Fuse) เป็นอุปกรณ์ป้องกันในวงจรไฟฟ้าที่มีหน้าที่ในการป้องกันอุปกรณ์และผู้ใช้จากความเสียหายที่อาจเกิดจากกระแสเกินพิกัด (Overload Current) หรือกระแสลัดวงจร (Short Circuit Current) โดยการทำงานของฟิวส์คือเมื่อเกิดกระแสเกินพิกัดหรือกระแสลัดวงจรที่มีค่ามากกว่าค่ากระแสที่ฟิวส์ทนได้ (Fuse’s Current Rating) ฟิวส์จะทำการขาดวงจร (Blown Fuse) เพื่อตัดกระแสและป้องกันไม่ให้กระแสไหลผ่านอุปกรณ์ต่อไป ซึ่งจะป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์และผู้ใช้ได้ หมวดหมู่หลักของฟิวส์คือฟิวส์ AC และฟิวส์ DC
ฟิวส์ทำงานโดยอาศัย “ผลกระทบของความร้อนจากกระแสไฟฟ้า” เมื่อเกิดกระแสไฟฟ้าเกิน หรือการเชื่อมต่อโหลดที่ไม่เหมาะสม เส้นใยของฟิวส์จะละลายเพราะความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่มีค่ามากผ่านไป ดังนั้น จะตัดการจ่ายไฟจากแหล่งจ่ายไปยังระบบที่เชื่อมต่อ ในการทำงานปกติของวงจร เส้นใยของฟิวส์เป็นอุปกรณ์ที่มีค่าความต้านทานต่ำมาก และไม่มีผลต่อการทำงานปกติของระบบที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ
ฟิวส์กับเบรกเกอร์แต่งต่างกันอย่างไร
ฟิวส์แตกต่างจากเบรกเกอร์ (Breaker) โดยทั่วไปฟิวส์เมื่อทำการตัดวงจรแล้วจะต้องถูกเปลี่ยนฟิวส์ใหม่เพื่อให้วงจรทำงานได้ต่อโดยส่วนมาก ในขณะที่เบรกเกอร์เมื่อทำการตัดวงจรแล้วสามารถรีเซ็ทค่าและใช้งานต่อได้ แต่ฟิวส์มีราคาถูกกว่าและมีความเสถียรภาพในการตัดวงจรที่ดีกว่าเบรกเกอร์ ซึ่งฟิวส์ทุกชนิดสามารถป้องกันทั้งกระแสเกินพิกัดและกระแสลัดวงจรได้ แม่นยำในการคุมกระแสขนาดต่ำเช่น 0.5A 1A เป็นต้น
วิธีการเลือกขนาดที่เหมาะสมของฟิวส์
การเลือกขนาดของฟิวส์ที่เหมาะสมนั้นควรเลือกจากโหลดที่ใช้งานหรือเพื่อป้องกันของอุปกรณ์ต่างๆ ทางนรินทร์อิเล็คทริคขอยกตัวอย่างที่พบง่ายที่สุดเลยคือปลั๊กไฟที่มีฟิวส์ โดยส่วนมากแล้วปลั๊กไฟในไทยจะรับกระแสไฟได้ประมาณที่ 16A ที่แรงดัน 250V ดังนั้นเราควรเลือกฟิวที่มีขนาดต่ำกว่า 16A เช่น 15A หรือ 10A เป็นต้น เพื่อป้องกันไม่ให้ปลั๊กสามารถใช้พลังงานไฟฟ้าเกินที่กำหนดนั้นเอง หรือจะคำนวณแบบคร่าวๆได้ดังนี้
พิกัดฟิวส์ = (กําลังที่ใช้งาน/แรงดันไฟฟ้า) x 80% = (4000W/250V)x0.8 = 12.8A
ชนิดและประเภทของฟิวส์
โดยประเภทหลักๆของฟิวจะมีอยู่ 2 ชนิดเท่านั้น คือ ฟิวส์ DC และ ฟิวส์ AC โดยลักษณะจะมีดังนี้
DC Fuses (ฟิวส์กระแสตรง)
ในระบบไฟฟ้ากระแสตรง เมื่อลวดโลหะละลายเนื่องจากความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าเกิน จะเกิดอาร์คขึ้น และเป็นการยากมากที่จะดับอาร์กนี้เนื่องจากค่าคงที่ของกระแสตรง ดังนั้นเพื่อลดการอาร์คของฟิวส์ ฟิวส์ DC จึงมีขนาดใหญ่กว่าฟิวส์ AC เล็กน้อย ซึ่งจะเพิ่มระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดเพื่อลดการอาร์คในฟิวส์
AC Fuses (ฟิวส์กระแสสลับ)
ในทางกลับกัน เช่น ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดันไฟฟ้าที่มีความถี่ 60Hz หรือ 50Hz อาร์คจะดับได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับวงจรไฟฟ้ากระแสตรง เนื่องจากความถี่ของฟิวส์ AC เปลี่ยนแอมพลิจูดจาก 0º เป็น 60º ในทุก ๆ วินาที ดังนั้นขนาดของฟิว AC ถ้าค่าพิกัดกระแสเท่ากันฟิว AC จะมีขนาดที่เล็กกว่าแบบ DC เล็กน้อย และฟิวส์ AC แบ่งออกเป็นสองประเภทเพิ่มเติม ประเภทฟิวส์ระบบแรงดันไฟฟ้าต่ำและฟิวส์ระบบแรงดันไฟฟ้าสูง
นอกจากนี้ ฟิวส์ยังสามารถแบ่งออกเป็นหลายๆ ประเภทตามการทำงาน เช่น ฟิวส์ที่ใช้ได้เพียงครั้งเดียวและฟิวส์ที่ใช้งานซ้ำได้หลายครั้ง
Low Voltage Fuse (ฟิวส์แรงดันไฟฟ้าต่ำ)
คาร์ทริดจ์ฟิวส์ (Cartridge Fuses)
ฟิวส์คาร์ทริดจ์ประกอบด้วยตัวเซรามิกทนความร้อนล้อมรอบด้วยฝาโลหะที่ปลายทั้งสองด้าน วัสดุบรรจุเช่น ชอล์กปูนปลาสเตอร์ หรือฝุ่นหินอ่อนล้อมรอบ ซึ่งทําหน้าที่เป็นตัวกลางในการดับอาร์คและระบายความร้อน บ่อยครั้งที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมพื้นที่เกษตรกรรมและที่อยู่อาศัยเช่นแผงฟิวส์เครื่องปรับอากาศปั๊มและเครื่องใช้ในบ้าน ฟิวส์แบบคาร์ทริดจ์มีอยู่สองประเภท คือ D-type Fuse , Link-type Fuse
D-type Fuse
ประกอบด้วยวงแหวนอะแดปเตอร์ตลับฐานและฝาปิด ฟิวส์ ฐานเชื่อมต่อกับฝาฟิวส์และคาร์ทริดจ์จะถูกเก็บไว้ในฝาฟิวส์ผ่านวงแหวนอะแดปเตอร์ วงจรจะใช้งานได้เมื่อปลายตลับสัมผัสกับ ตัวนำ.
Link-type Fuse
ฟิวส์คาร์ทริดจ์ชนิดลิงก์เรียกอีกอย่างว่าฟิวส์ High Rupturing Capacity (HRC) ฟิวส์ HRC มีความสามารถในการหยุดการไหลของกระแสได้สูง มีปลายโลหะทั้งสองด้าน การเติมฟิวส์ด้วยผงควอตซ์บริสุทธิ์ทำหน้าที่เป็นสารดับอาร์ค องค์ จะเป็นการประกบฟิวส์โดยใช้ เงิน , ทองเหลือง หรือทองแดงในส่วนของจุดต่อ
ส่วนประกอบของฟิวส์จะนำกระแสไฟฟ้าลัดวงจรเป็นระยะเวลานาน ความผิดปกติที่ไม่แน่นอนจะละลายและเปิดวงจร ปฏิกิริยาเคมีระหว่างไอเงินกับผงอุดทำให้เกิดความต้านทานสูงซึ่งช่วยในการดับอาร์ค
ความสามารถในการหยุดการไหลของกระแสของฟิวส์เพิ่มขึ้นโดยใช้ลวดเงินสองเส้นหรือมากกว่าเดินในแบบขนาน ฟิวส์ชนิดนี้มีความน่าเชื่อถือสูงและแบ่งออกเป็นสองประเภทได้อีกเป็น: Blade fuse (ฟิวส์รถยนต์) และ Bolt down fuse
ฟิวส์รถยนต์ (Blade fuse) เรียกอีกอย่างว่าฟิวส์แบบเสียบ หรือฟิวส์ปลั๊กอิน OEM ยานยนต์ใช้ฟิวส์นี้เพื่อป้องกันวงจรรถยนต์และทนต่ออุณหภูมิได้สูง ในขณะที่ฟิวส์แบบโบลต์ (Bolt down fuse) เป็นแบบพิเศษที่เหมาะสำหรับรถยนต์ดีเซลและไม่เหมาะสำหรับรถบรรทุกยานยนต์
เทอร์โมฟิวส์ ฟิวส์ความร้อน (Thermal Fuses)
เป็นอุปกรณ์ป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าจากการทำงานหนักเกินไป ประกอบด้วยตัวนำความร้อนที่ไวต่ออุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ตัวนำความร้อนจะขยายตัวและตัดวงจรไฟฟ้า เพื่อป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าเสียหาย ฟิวส์ความร้อนมักใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำงานหนัก เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน พัดลม ม้อหุงข้าว เครื่องจักรอุตสาหกรรม และอุปกรณ์ทางการแพทย์
ฟิวส์แบบเปลี่ยนลวดได้ (Rewirable fuse)
เป็นชนิดของฟิวส์ที่สามารถนำมาใช้ใหม่ได้หลังจากใช้งานแล้วโดยการเปลี่ยนลวดภายใน ประกอบด้วยฐานฟิวส์และตัวนำฟิวส์ ฐานฟิวส์ทำจากเซรามิกและมีขั้วต่อสองขั้วสำหรับจ่ายไฟเข้าและออก ตัวนำฟิวส์ทำจากโลหะและบรรจุด้วยลวดฟิวส์ เมื่อฟิวส์ขาด ลวดฟิวส์จะหลอมละลายและตัดวงจร ตัวนำฟิวส์สามารถถอดออกจากฐานฟิวส์แล้วเปลี่ยนลวดฟิวส์ใหม่ได้
ฟิวส์ Rewirable เป็นฟิวส์ชนิดที่เรียบง่ายและราคาไม่แพง มักใช้ในงานเดินสายในบ้านและงานอื่น ๆ แต่ไม่เป็นที่นิยมในประเทศไทย เป็นฟิวส์ที่ใช้งานกับระบบแรงดันไฟฟ้าต่ำ อย่างไรก็ตาม ฟิวส์ชนิดนี้ไม่ทนทานเท่าฟิวส์ชนิดอื่น เช่น ฟิวส์คาร์ทริดจ์ เนื่องจากลวดฟิวส์อาจเปราะหักง่ายเมื่อเวลาผ่านไป
ฟิวส์ดรอปเอาท์ (Dropout Fuse หรือ Fuse Cutout)
คืออุปกรณ์ความปลอดภัยที่ออกแบบมาเพื่อปกป้องวงจรไฟฟ้าจากกระแสเกิน ประกอบด้วยลวดโลหะภายในกระบอกฟิวส์ ที่ยึดด้วยสกรูระหว่างสองขั้วไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดมากเกินไป กระบอกฟิวส์จะร่วงลงมาเพื่อให้ทราบว่าฟิวส์ขาด ลวดจะร้อนขึ้นและละลาย สิ่งนี้จะตัดวงจรและป้องกันไม่ให้วงจรเสียหาย ฟิวส์ดรอปเอาท์มักใช้ในวงจรไฟฟ้าแรงสูง เช่น วงจรที่จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อุตสาหกรรมหรืออาคารขนาดใหญ่
บทสรุป
มีฟิวส์หลายประเภทในท้องตลาดและฟิวส์แต่ละตัวมีข้อได้เปรียบและการใช้งานของมันเอง หากจะแยกประเทภทั้งหมดจึงเป็นการยาก จึงขอสรุปหลักๆเป็น ฟิวส์ DC และ ฟิวส์ AC เป็นพอ และหน้าที่หลักมันเป็นอุปกรณ์ป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าที่ทําหน้าที่เพื่อป้องกันโหลดหรือวงจรเสียหาย นอกจากนี้ยังมีอยู่ในสายเคเบิลและมอเตอร์เพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรอีกด้วย แต่ด้วยหลักการทำงานของฟิวส์ทุกประเภทจะต้องใช้ความร้อนจากการไหลของกระแสเป็นตัวตัดวงจร แต่ละตัวก็จะมีวิธีการดับอาร์กที่แตกต่างกัน ดังนั้นฟิวส์จึงมีหลากหลายประเภทมากเนื่องด้วยเป็นตัวป้องกันวงจรที่มีราคาถูก ความยากในการผลิตต่ำ จึงทำให้เหมาะกับงานหลากหลายประเภทอยู่ในปัจจุบัน