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铜丝能否代替保险丝

发布时间:2016-12-27 18:57:56点击率:

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在初中物理课本中,无一例外地说明不能用铜丝代替保险丝。大部分物理教师也认为不能用铜丝代替保险丝,社会上 95 %以上的人认为不能用铜丝代替保险丝。在人们的脑海里,一直深深的打着不能用铜丝代替保险丝的烙印。大多数人认为,保险丝是用铅和锡的合金做成的。它熔点低,能很好的对电路起保护作用。
电视机修理人员都知道,黑白电视机变压器的初级 0.5A 和次级 2A 保险管都是用铜丝做的。电工师傅也知道,直径 0.15mm 的细铜丝可以代替 5A 的保险丝;直径为 0.09mm 的细铜丝可以代替 2A 的保险丝。摩托车修理师傅知道,可以用细铜丝代替保险丝。在物理实验室,低压电源低压部分保险管内的保险丝也是可以用一根 0.15mm 左右的细铜丝代替的。我使用多次,短路时均能起到保险作用,没有一个低压电源烧毁。早期生产的胶质线质量好,里面的每根铜丝直径约 0.15mm ;近年来生产的胶质线有部分不合格,每根铜丝直径只有 0.09mm 左右。几百、几千安培的大电流保险也是用铜片做成的熔片。 150A 熔形状见下图: (注:无法绘图)

另外,在 1990 年第 30 期《电子报》上也有 " 保险丝管代换数据 " 。数据见下表:
(附表二) 保险丝管代换数据
序号 额定电流( A) 熔丝材料直径( mm) 代用材料直径( mm)
10.5 康铜丝 0.08 电工铜线 0.04
20.75 康铜丝 0.1 电工铜线 0.05
31 康铜丝 0.12 电工铜线 0.06
41.5 康铜丝 0.18 电工铜线 0.08
52 康铜丝 0.2 电工铜线 0.09
62.5 银丝 0.1 电工铜线 0.1
73 银丝 0.125 电工铜线 0.11
84 银丝 0.16 电工铜线 0.13
95 银丝 0.175 电工铜线 0.15
106 银丝 0.19 电工铜线
118 银丝 0.203 电工铜线
1210 银丝 0.25 电工铜线
从《电子报》上的数据(附表一)和(附表二)可以说明,铜丝确实可以代替保险丝。大多数书籍上介绍,保险丝的额定电流一般为熔断电流的一半。只要测出了铜丝的熔断电流, 就可以确定熔丝的额定电流。为了进一步证明铜丝可以代替保险丝,我想用实验来证明。 我用一个调压器,不断升高用电器的电压,铜丝熔断时,就是铜丝的熔断电流。从熔断电流的数值可以确定铜丝的额定电流。我用了一个 0.5KVA 的调压变压器和 9205 型数字万用表。 9205 型数字万用表可以测量 20A 的交流电流,而一般的指针式万用表只能测量直流电流。我找来了废电子钟、小变压器和电子灯架上的电子头线圈及塑料胶质线内的细铜丝进行实验。
在实验中,我使用了 2000W 的电水壶作负载。因为是短时间试验,用 0.5KVA 的调压器也能完成实验。实验时,调压器从 0V 开始增加。在升高电源电压时,铜丝或漆包线从微红、通红到熔断。我想,当把两根铜丝绞在一起作保险丝时,熔断电流应当加倍。于是,我就把两根铜丝绞在一起做实验,实验结果熔断电流并没有增加一倍,这是什么原因呢?是否绞在一起散热条件不好造成的呢?因此,我将两根铜丝分开连接,熔断电流比单根铜丝可以加倍。另外,我发现铜丝连接的两端发热较少,这是由于铜丝两端向连接铜丝的电源线两端传热的缘故。以上数据是使用一根 3cm 以上的漆包线或铜丝实验得出的。我又将铜丝或漆包线的长度缩短到 1cm 左右,铜丝的熔断电流随着增加。从以上实验可以看出,铁丝从微红到熔断的电流相差不多 , (附表一)的额定电流定得太高,距熔断电流太近,安全系数不高,达到额定电流时,经过一段时间很容易熔断。从以上实验及分析可以得出铜丝的熔断电流与以下因素有关:
1. 与铜丝的长度有关:装在保险管内的铜丝由于短、散热条件好,因而熔断电流较高。
2. 与铜丝的安装状态有关:当铜丝在两根以上,铜丝绞合在一起时熔断电流较小。
3. 与气温有关:夏天气温高,熔丝的熔断电流较冬天低。
4. 与铜丝的纯度有关。
从书报上的数据、黑白电视机的保险管、 150A 的熔片及上述实验足以说明,铜丝是可以代替保险丝的。我找到了近年来的初中物理课本,未找到有关因为保险丝熔点低而起保险作用的解释。那么,为什么保险丝又是最常用的保险材料呢?究其原因,可能是因为保险丝的硬度小,便于分段取用的缘故吧。另外,在用电器电流较小时,铜丝用作保险丝使用的铜丝根数较少,有安装不便的缺点。但铜丝作保险丝具有连接牢靠,不易发热的特点。因为铜丝与保险盒或闸刀开关的接线柱是同一种材料,不会发生电化锈蚀;而保险丝是用铅和锡的合金制成的,与用铜作材料的闸刀开关或保险盒的接线柱是不同的材料,会发生电化锈蚀;结果造成接触电阻增大,发热增加,进一步引起接触电阻增大,发热增加,如此恶性循环,容易导致保险丝熔断、接线柱损坏。因此,在使用大功率用电器时,使用合适的铜丝作保险丝,具有很多优越性。 铜丝与保险丝运用得好,他们都可以起到保险作用;而用得太粗,均不能起到保险作用。初中物理课本“不能用铜丝代替保险丝”的定论束缚了人们的创新思维。我提议,将初中物理课本“不能用铜丝代替保险丝”改为“不能用粗铜丝代替保险丝”。 各位朋友,请抛弃不能用铜丝代替保险丝的常规思维,不要被书本所困扰,依据家用电器的 功率,根据公式: P=UI 计算出家用电器的电流,根据以上数据,选择适当根数、适当直径的铜丝作保险丝,放心使用你的家用电器吧。

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