>> dann ist das kein Kurzschluss, sondern das Problem des Abschmelzens einer Sicherung
@Wolfgang:
Möglicherweise ist Dein Einfühlungsvermögen ja besser entwickelt als meines. Bei "Kurzschluss" habe ich eben nur an den Ort gedacht, an dem der Kurzschluss auftritt.
@Stef:
Wenn ich Wolfgangs Auslegung folge, dann handelt es sich bei der Geometrie eines Zylinderstabes wohl um eine Feinsicherung für etwa 0,1 bis 1A. Bei Sicherungen für hohe Stromstärken ist die Annahme eines gleichförmigen Drahtes schon fragwürdig.
Ein gleichförmiger Draht jedoch stellt auch einen gleichförmigen Widerstand dar, der über die gesamte Länge gleichmäßig erwärmt wird.
Bei niedrigen Temperaturen wird die Wärme durch Leitung in die Halterung abgeleitet. Bei hohen Temperaturen kommt ein Anteil an Wärmestrahlung hinzu.
Ist die Stärke des betrachteten Stroms wesentlich höher als der Ansprechwert der Sicherung, so spricht diese schnell an. Dann kann für die Wärmeableitung angenommen werden, dass die Halterung über eine ausreichende Wärmekapazität verfügt, um die Temperatur an den Enden des Drahtes als konstant und gleich der Umgebungstemperatur anzunehmen. Will man jedoch genau den Grenzfall betrachten, bei welchem Strom die Sicherung gerade eben anspricht, so muss vermutlich der Aufbau des Bauteils und die eigentliche Halterung mit einbezogen werden.
>>Dann erfolgt der Stromabbruch durch Leiterunterbrechung
Hier kommt meine Frage nach der Betriebsspannung des Stromkreises ins Spiel: Für Niederspannungskreise bis 24V ist die Aussage von Wolfgang ausreichend. Elektroschweißen aber arbeitet mit Spannungen, die nicht wesentlich höher sind. Mit anderen Worten: Liegt die Sicherung im 220V-Kreis eines Netzteils, so wird es bei der Unterbrechung des Stromkreises kurzzeitig zu einem leitfähigen Lichtbogen kommen, der mit seiner hohen Temperatur die Drähte so lange abschmelzen lässt, bis die Luftstrecke weit genug ist, um den Lichtbogen erlöschen zu lassen. Das verlängert die Abschaltzeit.
In einem solchen Fall erscheint das Metall des Sicherungsdrahtes in allen drei Aggregatzuständen: fest, flüssig, und als hoch temperiertes Plasma.
Etwas ausführlichere Angaben zum Szenario und der Zielstellung der Simulation wären also hilfreich zur weiteren Beurteilung.
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Rainer Schulze
>>Dann erfolgt der Stromabbruch durch Leiterunterbrechnung
Ach ja - wenn man äußere Einflüsse wie eventuelle Vibration außer Betracht lässt, wirkt hier alleine die Schwerkraft auf das verflüssigte Material. Damit kann - je nach Aufbau der Sicherung - auch die Einbaulage (in Richtung der Schwerkraft oder quer dazu) einen Einfluss auf das Abschaltverhalten haben.
Beispiel einer Bauform:
http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/00ab/0900766b800ab215.pdf
Siehe auch:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schmelzsicherung#Ger.C3.A4teschutzsicherungen_.28Feinsicherungen.29
[Diese Nachricht wurde von Rainer Schulze am 06. Sep. 2014 editiert.]
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