Que aspectos devem ser levados em consideração no dimensionamento de um fusível?

A maioria dos leitores, principalmente os menos experientes, tem bastante dificuldade em escolher o valor correto de um fusível para uma determinada aplicação. Veja neste artigo como fazer isso.

A função do fusível num circuito pode ser comparada a do elo mais fraco de uma corrente, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 – A função do fusível

Se um esforço excessivo for aplicado à corrente ela arrebenta justamente neste elo que está numa posição conhecida, sendo fácil de ser substituído.

Nos circuitos eletrônicos, os fusíveis são ligados em série de modo a terem uma função de proteção.

Como num circuito a corrente tem a mesma intensidade em todos os pontos, não importa sua posição, se é antes ou depois da carga, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – A posição do fusível

Os fusíveis mais comuns, usados em aplicações eletrônicas, consistem num pequeno tubo de vidro com terminais nas extremidades e dentro um fio condutor cuja espessura e material determina a corrente em que ele se rompe.

Assim, a principal especificação de um fusível é a corrente em que ele queima ou “abre”, interrompendo a sua circulação.

Esta corrente, para os tipos comuns pequenos pode variar entre 50 mA até 10 A.

A marcação de valores da corrente normalmente é feita numa parte em que possa ser gravada, conforme mostra a figura 3.

Figura 3 – Marcação de valor

Para a tensão de operação é dado apenas um valor máximo, pois ela indica apenas o isolamento em aberto.

Isso significa que um fusível indicado para 250 V pode ser usado num circuito com tensões de 0 V a 250 V.

Para a instalação do fusível numa placa ou num aparelho são usados suporte do tipo mostrado na figura 4.

Figura 4 – Os suporte de fusíveis

Os fusíveis podem ainda ser de ação rápida ou lenta.

Nos casos em que os circuitos são delicados uma corrente excessiva deve ser interrompida rapidamente, daí a necessidade de fusíveis especiais.

Como Escolher

Para proteger um circuito devemos escolher um fusível cujo valor de corrente seja maior do que a corrente máxima que o aparelho possa drenar em funcionamento normal.

Na falta de dados sobre a corrente maior, que pode ocorre quando o aparelho é ligado, adota-se uma margem de segurança de 2 a 3 vezes o valor nominal

É o caso de circuitos em que ao ligar, a corrente é maior, pois ele apresenta uma baixa resistência, para diminuir até o valor nominal, com no caso de uma lâmpada incandescente.

A figura 5 mostra o que ocorre.

Figura 5 – Surto ao acender numa lâmpada incandescente

Uma lâmpada comum, ao acender, a corrente inicial pode ser de 4 a 5 vezes maior que a corrente nominal, o que deve ser previsto na escolha do fusível de proteção.

Já, nos circuitos em que isso não ocorre os valores dos fusíveis podem ser menores.

Um caso importante que muitas vezes leva os leitores à confusão ocorre quando protegemos um circuito que utiliza um transformador de alimentação, como ocorre na fonte mostrada na figura 6.

Figura 6 – Fusível numa fonte

Vamos supor que numa fonte de alimentação é usado um transformador com primário para a rede de 110 V e tem um secundário.

Veja então que a potência do secundário neste caso de 12 x 1 = 12 W.

Supondo que o transformador tenha um rendimento de 90 a 95% (para os tipos comuns), isso significa que a potência aplicada ao enrolamento primário será próxima de 12 watts.

Ora, para 110 V, os 12 W correspondem a uma corrente que pode ser calculada por:

I = P/V

Onde:

I é a corrente em ampères

P é a potência em watts

V é a tensão em volts

No nosso caso:

I = 12/110 = 0,109 A ou 109 mA

Isso significa que, quando a corrente do secundário do transformador for de 1 A, a corrente do primário será de apenas 109 mA.

Um fusível de 300 a 500 mA serve perfeitamente para proteger essa fonte, evitando a queima do transformador caso ocorra um curto na saída.

Para o caso da proteção de um circuito de baixa tensão, depois do transformador, temos o procedimento mostrado na figura 7.

Figura 7 – Proteção de circuito da baixa tensão

Neste caso sim, a corrente deve ser maior que a da carga.

Por exemplo, no caso de uma corrente de 2 A, a corrente do fusível deve ser de pelo menos 4 A.

Uma outra proteção muito usada em circuitos eletrônicos é a denominada “Crow Bar” mostrada na figura 8.

Figura 8 – Proteção Crow-bar

Neste tipo de proteção é usado um SCR ou outro dispositivo equivalente, que dispara quando uma determina corrente circula pelo circuito.

O resultado é que o SCR coloca deliberadamente a saída do circuito em curto de modo a produzir uma corrente intensa que queima rapidamente o fusível.

A vantagem é que a velocidade com que a corrente aumenta no circuito é grande, obtendo-se assim uma aceleração da ação do fusível.

Para a proteção de circuitos em que não conhecemos a corrente exata, precisamos ter uma ordem de grandeza ou então medir.

Além do multímetro comum que é usado da forma mostrada na figura 9, para correntes não muito intensas, o ideal é utilizar um alicate amperométrico.

Figura 9 – Usando o multímetro comum na medida de pequenas correntes