Fusible fundido en 12 multímetros con capacidad para 200 mA, que solo mide 12,5 mA. ¿Por qué?

Soy profesora de electrónica de secundaria y, mientras hacía un laboratorio sobre la Ley de Ohm, apagamos los fusibles en 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 CC de 30 V, 18 nuevas Radio Shack 22-810 15 DMM de rango, la resistencia más pequeña de 2KOhm

Los estudiantes conectaron la resistencia y el amperímetro en serie a la fuente de alimentación.

El multímetro tiene una capacidad de hasta 200 mA y el fusible es una cerámica 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 12.5mA. Incluso si los estudiantes maximizaran la fuente de alimentación a 30 V, la corriente solo sería de 15 mA, que es muy inferior a 200 mA y 250 V.

Entonces mi pregunta es, ¿por qué se fundió el fusible en 12 de los 18 multímetros? Estaba supervisando directamente a los estudiantes 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 era sólido. Y dudo que incluso haya sobretensiones actuales porque, con suerte, la fuente de alimentación debería filtrarlas, y también deberían ser visibles en el medidor de salida de la fuente de alimentación.

Me puse en contacto con Radio Shack para ver si había quizás un lote de fusibles defectuosos, y por supuesto me 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 origen 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 funden cuando una corriente excesiva los atraviesa.

La probabilidad de que esto sea un problema relacionado con el lote es improbable en mi opinión: la mayoría de los fusibles son componentes críticos para la seguridad, generalmente con marcado de la agencia reguladora, especialmente piezas clasificadas 250V.

¿Puedes publicar una foto de un fusible defectuoso? Las tapas metálicas suelen tener marcas que indican las clasificaciones, el fabricante y la información reglamentaria.

Este problema presenta una buena oportunidad para enseñarle a su clase cómo resolver problemas metódicos.

Prueba esto:

• Con un buen medidor, mida la resistencia antes de instalarla en serie con la fuente de alimentación.
• Conecte su circuito: fuente de alimentación, la resistencia conectada en serie y un buen DVM conectado en serie (uno en el que no se quema el fusible) en un rango de miliamperios, según sus criterios experimentales.
• Desconecte la conexión positiva de la fuente de alimentación y mida la resistencia entre el lugar donde estaba la conexión positiva y la negativa de la fuente de alimentación. Debería ver la resistencia de la resistencia más la resistencia de la derivación dentro del DVM (que debería ser extremadamente pequeña; tal vez ni siquiera visible). Si ve alguna resistencia menor que el valor de la resistencia (es decir, cero), algo está mal y necesita verificar su configuración.
• Haga el cálculo de la Ley de Ohm para establecer la corriente máxima esperada en función de la salida de la fuente de alimentación esperada y la resistencia que midió. También calcule la corriente del peor de los casos en función de la salida de la fuente de alimentación del peor de los casos.
• Conecte la conexión de fuente de alimentación positiva y haga su experimento.

Si continúa haciendo estallar fusibles, hay dos hipótesis que le vienen a la mente:

• La salida de la fuente de alimentación superó la peor predicción.
• El fusible no pudo manejar la corriente del peor de los casos.

Probar cuál fue la causa se deja como un ejercicio para los estudiantes;)

Dadas las condiciones que ha descrito, no hay una buena explicación de lo que sucedió, 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 preguntar "¿qué pasó realmente en comparación con lo que creo que pasó?". A veces el error humano se arrastra muy sutilmente y a Murphy le encanta confundirnos.

En igualdad de condiciones, supongo que tiene algunas resistencias mal etiquetadas, o resistencias incorrectas de bajo valor en un lote de aparentemente de alto valor. Vea abajo.

Los fusibles de 200 mA probablemente NO sean un problema de seguridad, sino uno de protección del medidor. Lo más probable es que el circuito pueda dañarse si se usa un fusible de amperaje mucho más grande. Podrías sacrificar un metro para ver. Puede que no sea una buena opción.

Una forma 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 fundiría 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, entonces la caída en la resistencia no es importante. Si está utilizando un medidor en la fuente de alimentación, puede ser importante. Si estos psus se usan solo en este experimento (poco probable), se podría instalar una resistencia interna aguas arriba del medidor. No aconsejado

Otra alternativa es establecer los suministros al límite de corriente en 200 mA si esa función está disponible.

Puede agregar series de limitador de corriente constante, pero eso lleva 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 parte TO220 y 2 cables externos. Envuelva toda la unidad con cinta adhesiva o termocontraíble y póngala en serie con plomo psu + ve. IFt caerá de 2 a 3 voltios en funcionamiento normal.

Fusibles: inspeccione los fusibles fundidos y los fusibles no fundidos DE FORMA GRANDE . ¿Son todos idénticos? O al menos, ¿hay una combinación de fusibles que sea esencialmente la misma en lotes quemados y no soplados? Una clara variación física apunta a un problema de clasificación de fusibles.

Examine el etiquetado 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 fundirán con una calificación de aproximadamente el doble, pero es posible una gran variación, por lo que sería marginal en su aplicación. Parece poco probable pero ...

Si decide unir sus fusibles, use el cable más delgado que pueda encontrar y suéldelo a través de los fusibles fundidos. Es poco probable que encuentre cables que se fusionen a menos de 100 mA. Si soplas eso, entonces 'summat aglae'.

Puede comprar y colocar fusibles "algo más grandes". Saber qué sucede con sus medidores a corrientes más grandes puede ser bueno.

Algunos medidores tienen resistencias internas muy desagradables y, por lo tanto, caen un voltaje significativo. Mido y etiqueto las resistencias de rango de corriente de multímetros baratos para evitar quedar atrapado. SI su medidor tiene más de 3 ohmios de resistencia en el rango de 200 mA, caerá> V = IR = 0.2 x 3 = -> 0.6V. Por lo tanto, un diodo de silicio a través del medidor lo protegerá de la sobrecorriente. Un diodo Schottky protegerá contra voltajes más bajos. Puede ser suficiente con 2 x diodos 1N4148 súper baratos de forma consecutiva a través de los terminales del medidor.

Tome un fusible no quemado, 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 2k TODAS REALMENTE 2k. ¿Hay unos 200 ohmios allí? O 20 ohmios. O 2 ohmios? :-). Tenga en cuenta que puede no ser el valor mínimo previsto que está defectuoso. Un 100k que es un 100R te engañará si buscas un 2k / 20r. Mídelos a todos. La forma más rápida es establecer psu alto, colocar un medidor en, por ejemplo, un rango de 10 amperios y luego psu corto a través de la resistencia y el medidor. Si un 2k es 2k metro difícilmente se moverá. Si obtienes 200 mA + deberías notarlo. El medidor no se dañará a 10 amperios.

Entonces, en general un misterio. Los fusibles son malos o algo no es lo que parece. Esperemos que lo anterior proporcione algunas pistas.

Puede intentar ejecutar el experimento con el rango del multímetro de 10 amperios. Si la fuente de alimentación tiene un límite de corriente (debería hacerlo si se usa en educación), no debería ser capaz de 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 la misma disposición 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 era 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 explotó en el multímetro.

Posibilidades de lo que podría haber salido mal: Resistencias demasiado bajas (Eliminado) Multímetros conectados incorrectamente (Eliminado) Fusibles defectuosos (Altamente improbable, elemento de seguridad y fabricado con tolerancias estrictas, las etiquetas muestran la clasificación correcta) Fuentes de alimentación defectuosas (Algo improbable, verificado con un osciloscopio para más de una hora) Mal suministro eléctrico de la escuela (muy probablemente debido a que el trabajo eléctrico se realizaba durante toda la semana, además de una fuente de alimentación que explotó el mismo día)

Conclusión: La causa más probable de quemar los fusibles del multímetro es una mala alimentación principal cuando se realizaban trabajos eléctricos en la escuela. Sé que el trabajo se está haciendo con seguridad porque el técnico apagó toda la energía ya que estaba trabajando a la hora del almuerzo del 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. Pasó al jefe del departamento y a la alta gerencia ...