Zanima me kako bih mogao izračunati potreban promjer žice(niti) rastalnog osigurača.
Na primjer, imam osigurač od 20A/500V. Njegova se nit rastopi kada struja poraste dovoljno da nit postigne temperaturu tališta tog materijala od kojeg je napravljena.
Ima li netko ideju kako računom doći do promjera žice uz zadane podatke npr:
tip materijala niti: bakar(tj nije cisti bakar nego konstantan)
struja kroz nit: 60A (vidio sam na jednoj stranici na netu da kod takvih osigurača 300% vrijednost maksimalne struje dovodi do gotovo trenutnog taljenja niti)
dakle vrijeme teži u nulu: t->0
temperatura tališta bakra: theta=1083 stupnja Celzijusa
temperaturni koeficijent bakra : alfa=0,00004
specifični toplinski kapacitet bakra: c=390 J/kg*K
specifični otpor bakra(konstantana): ro=0,05 Ohm*mm^2/m
Da li je ova pretpostavka točna:
Uzmimo taj osigurač od 20A/450A i neke približne vrijednosti
Površina presjeka: S=d^2*Pi/4= 1^2*3,14/4 = 0,785mm^2
Nit osigurača ima otpor pri sobnoj temperaturi: R=ro*L/S(L je duljina vodiča, a S poprečni presjek)= (0,05*0,05 metara)/0,785=0,0032 Ohm
Otpor pri porastu temperature poraste ali neznatno: Rtal=R(1+Alfa*DeltaT)=...=0.0033 Ohm
Energija koja ulazi u žicu mora biti jednaka energiji koja prolazi kroz žicu plus gubici zbog topline koja prelazi na okoliš, dakle ukupna količina topline izmjenjene između niti osigurača i okoliša je jednaka promjeni unutarnje energije niti (zbog povećanja temperature) i promjeni električne energije koja je dovedena niti pa imamo: Q=masa niti*specifični topl. kapacitet niti*Delta T + Struja na kvadrat kroz nit*Otpor niti * vrijeme odvijanja procesa [J]
Q=m*c*DeltaT + I^2*R*t= 0,005kg*390J/kgK*(1083-20) + 60^2*0,0033*0,1= 2073 J + ~1 J = 2074 J
1) Da li ovaj gore račun ima ikakvog smisla ili sam pogriješio?
2) Kako izračunati potreban promjer žice(niti) osigurača da bi ona propuštala maksimalnu struju od 20 ampera?
3) Kako najlakše i najjeftinije napraviti eksperiment i provjeriti je li dobiveni račun točan?
Hvala svima na eventualnim idejama, savjetima, kritikama i svemu ostalom.