¿Por qué es que el rango de baja corriente en un amperímetro (200 mA) está fusionado y no el rango de 20A?
Recientemente perdí un multímetro porque conecté el amperímetro en paralelo con una fuente de alimentación por error.
Todos los amperímetros que tengo carecen de un fusible en la línea 20A, incluso los supuestamente resistentes en mis laboratorios universitarios.
Respuestas:
Como dice el Sr. Lathrop, un fusible aumenta el costo y la 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 enchufe del fusible de 200 mA sea útil, el amperímetro debe ser capaz de sobrevivir consistentemente a una condición sustancial de sobrecorriente durante el tiempo que tarda en fundirse el fusible. En el rango de 200 mA, eso probablemente no sea demasiado difícil. En el rango de 10A, es mucho más difícil. A menos que la derivación de corriente de 10A esté excesivamente diseñada, es probable que se dañe por cualquier condición de sobrecarga suficiente para quemar un fusible de 10A. Además, la mayoría de los medidores están diseñados con la filosofía de que tomar mediciones imprecisas es peor que negarse a tomarlas.
Supongo que, en la práctica, la mayoría de los amperímetros están fusionados internamente lo suficientemente bien como para que, si se conectan directamente a la red eléctrica residencial, generalmente se abren en circuito antes de incendiarse. Además, no me sorprendería si los circuitos de lectura y medición de voltaje estuvieran suficientemente aislados de la condición inesperada para que no se dañaran eléctricamente. Por otro lado, a menos que la derivación actual esté físicamente aislada de todo lo demás, el otro circuito aún podría dañarse por material fundido o vaporizado de la derivación. Y, por supuesto, " generalmente " no significa "confiablemente".
Los multímetros de buena calidad tienen fusibles y otra protección contra sobrecorriente en todos sus rangos actuales.
Por ejemplo, los multímetros Fluke normalmente pueden sobrevivir al estar conectados a 250 VCA a través de sus rangos de medición actuales
F87-V
F77-IV Observe fusibles separados de alta capacidad de ruptura (HRC) para las entradas de 10 A y 400 mA.
Algunos multímetros baratos omiten estas protecciones como una medida de ahorro.
Consulte Multímetros que no parecen cumplir con sus especificaciones de seguridad.
Y la explicación de protección de fusibles del multímetro EEVBlog
Un fusible puede agregar alguna caída de voltaje a altas corrientes, y ciertamente agrega costos. Tenga en cuenta que el costo no es solo el fusible en sí, que en realidad es bastante barato, sino el titular, de alguna manera para que el usuario acceda a él, etc. Esto es básicamente una compensación de costo / calidad.
Algunos amperímetros tienen fusibles en la configuración actual más alta.
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 hacerlo correctamente.
Estos son los atributos que requerimos para una fusión adecuada en un DMM portátil de grado industrial:
Debe usar un fusible HRC costoso aquí, que cuesta US $ 6-10 cada uno en cantidad 1k. (Los DMM 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 DMM, por lo que esta parte solo agrega $ 20-30 al costo minorista del medidor, haciendo de esta la parte más cara cuando se propone agregar una fusión segura y efectiva a un DMM.
(Esto en un mundo donde los DMM de $ 10 reciben una seria consideración para algunas aplicaciones).
No puede utilizar 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 el medidor de un pico de 100A si al hacerlo arroja escoria caliente sobre el PCB, uniendo puntos distantes para que el medidor libere su humo mágico justo después de reemplazar el fusible fallido.
Pocos dispositivos fusionados se sostienen en la mano mientras el fusible está sentado allí para decidir si se fundirá o no. Con la conexión de su medidor portátil 10A hasta un dispositivo que está a punto de fallar lanzando un pico de 100 A través de sus puntos de medición, que realmente realmente realmente necesita el fusible a fallar de forma rápida y segura.
Los fusibles baratos están destinados a aplicaciones donde la corriente de estado estable normal se conoce por adelantado, y para que lo que necesita sea solo un poco de margen sobre ese valor, más quizás un poco de capacidad de sobretensión para permitir la corriente de arranque de encendido .
No usamos DMM de esa manera. Incluso cuando usamos DMM correctamente, los estamos conectando deliberadamente a corrientes y fuentes de voltaje desconocidas , porque los estamos usando para aprender estos valores. Cuando aplicamos incorrectamente los DMM, como su caso en el que dejó caer un medidor de corriente, casi un cortocircuito , a través de una fuente de alimentación, primero necesitamos el medidor para proteger al usuario y, en segundo lugar, a sí mismo.
Los fusibles baratos tienden a ser poco confiables. Después de todo, están diseñados para romperse.
Hay una vieja broma en el diseño de hardware: la parte más cara de la PCB fallará primero para proteger el fusible. Necesitas usar muy buenos fusibles para darle la vuelta a esa broma y obtener una verdad con la que estés dispuesto a vivir.
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 conjunto.
Tenga en cuenta que nos estamos distinguiendo del extremo bajo aquí, donde tiene dos metros colgando de una clavija en la ferretería, uno marcado con $ 9.95 y el otro con $ 11.95, y el primero supera al segundo, porque bueno, dos dólares!
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 el interior está clasificado para pruebas de Categoría III o IV . Esto significa voltajes transitorios de miles de voltios y corrientes transitorias efectivamente ilimitadas.
(¿"Ilimitado", pregunta? Si deja caer una varilla de cobre de calibre 0 a través de los terminales de un transformador de polo de potencia, el cobre desaparece . Eso es lo más cercano a "ilimitado" que lo que importa aquí para nuestros propósitos).
El espacio necesario para restringir estas energías aumenta el costo del medidor.
De acuerdo, el espacio adicional para PCB y el plástico no son costos elevados , pero nuevamente, estamos creando una distinción en el espacio del producto aquí, separando nuestro nuevo diseño de medidor de la clase de medidores de $ 10-20. Lo que gastamos aquí por un poco de área adicional 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 la protección contra explosiones extruida de la pared de la carcasa. (Vea las fotos de Fluke de RedGrittyBrick .) Estos escudos de explosión actúan como respaldo en caso de que el fusible HRC falle o sus contactos se corten. Los recortes también reemplazan parte del material FR4 PCB con aire, que es un aislante mucho mejor.
Los recortes de PCB no son gratuitos, pero la mayor parte del costo se produce al agregar el primero, que ya necesitamos por otras razones: alrededor de las tomas de entrada, entre la sección de entrada y la sección de medición, etc. Solo hay un pequeño costo adicional para 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. La configuración de dos fusibles que se muestra en las fotos de Fluke de RedGrittyBrick, por lo tanto, representa aproximadamente $ 60 del costo minorista.
Es por eso que un medidor de "grado industrial" de $ 50 no tiene un fusible HRC en ambos rangos actuales.