Cầu Chì Là Gì? Tác Dụng, Cấu Tạo, Nguyên Lý Chi Tiết Nhất

Cầu chì là một thành phần điện tử quan trọng trong các mạch điện. Nó là một thiết bị bảo vệ mạch điện khỏi quá tải, ngắn mạch và các sự cố khác. Hãy cùng Cơ Điện Delta tìm hiểu rõ ràng hơn về cầu chì là gì và những thông tin liên quan ở bài viết sau.

Cầu chì là gì?

Mặc dù được sử dụng khá phổ biến trong đời sống nhưng rất nhiều người còn thắc mắc cầu chì là gì?

Cầu chì là một loại linh kiện điện tử được sử dụng để bảo vệ mạch điện từ quá tải dòng điện. Nó có chức năng giữ cho dòng điện trong mạch ở mức an toàn bằng cách ngắt mạch khi dòng điện vượt quá giới hạn được thiết kế. 

Cụ thể hơn, cầu chì là thiết bị dùng để bảo vệ đường dây dẫn, thiết bị điện và mạch điện trong điều kiện mạch/cường độ dòng điện quá tải. Cầu chì thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử như: nguồn điện, máy tính, đèn, máy ảnh và các thiết bị điện khác.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cầu chì

Sau khi đã nắm rõ cầu chì là gì, hãy cùng tìm hiểu rõ hơn về cách hoạt động của cầu chì sau đây:

Cấu tạo cầu chì

Cầu chì là thiết bị điện xuất hiện hầu hết trong các hộ gia đình. Nó được nối trực tiếp vào giữa dây dẫn điện và các thiết bị điện nhằm bảo vệ hệ thống điện khi dòng điện quá tải, tránh hiện tượng cháy nổ.

Cầu chì bao gồm hai đầu kết nối với mạch điện, được bọc bởi một lớp vỏ bảo vệ. Bên trong vỏ bảo vệ, cầu chì bao gồm một sợi dây chì có đường kính nhỏ được nối hai đầu với những đầu nối kim loại. Dây chì được bao phủ bởi một lớp bảo vệ bằng sáp hoặc cao su.

Ngoài ra, còn các thành phần như các chấu mắc, nắp cầu chì, hộp giữ cầu chì,…. được thay đổi tùy thuộc vào loại cầu chì và mục đích sử dụng.

Nguyên lý hoạt động của cầu chì

Ngoài khái niệm cầu chì là gì, bài viết này còn cung cấp thông tin về nguyên lý hoạt động của nó như sau:

Cầu chì hoạt động dựa trên nguyên lý rằng dòng điện sẽ làm nóng dây chì, khi dòng điện qua cầu chì vượt quá giới hạn an toàn, dây chì sẽ nóng và uốn cong để tách ra khỏi mạch điện.  Khi điều này xảy ra, đường dẫn của dòng điện bị ngắt, giúp bảo vệ các linh kiện điện tử khác trong mạch khỏi sự hư hại do quá tải.

Cụ thể hơn, chúng ta cùng phân tích nguyên lý làm việc của cầu chì trong 2 trường hợp: khi hoạt động với dòng định mức và khi xảy ra sự cố ngắn mạch.

• Khi mạch làm việc bình thường: Trong điều kiện bình thường, một dòng điện định mức chạy qua cầu chì. Chì có một đặc tính quan trọng là nó có nhiệt độ nóng chảy thấp, chỉ khoảng 327 độ C, điều này làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng để sử dụng trong cầu chì. Lúc này sự cân bằng nhiệt được thiết lập mà không gây ra sự già hóa hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì. 
• Khi xảy ra sự cố ngắn mạch: Khi dòng điện vượt quá giới hạn, dây chì sẽ nóng lên đến nhiệt độ nóng chảy và tan chảy, ngăn cản dòng điện tiếp tục lưu thông qua cầu chì. Sau khi cầu chì được kích hoạt, nó phải được thay thế để tiếp tục bảo vệ mạch điện từ quá tải dòng điện.

Ký hiệu cầu chì trong mạch điện:

Các ký hiệu trên thường được in trên bề mặt của cầu chì hoặc trên bao bì của nó để nhận biết và phân biệt các loại cầu chì trong mạch điện. Cầu chì được ký hiệu bằng các ký hiệu tiêu chuẩn trong mạch điện. Dưới đây là một số loại ký hiệu cầu chì thông dụng:

• F: Ký hiệu cầu chì nhanh (Fast-acting fuse).
• T: Ký hiệu cầu chì chậm (Time-delay fuse).
• FF: Ký hiệu cầu chì nhanh kép (Fast-acting dual-element fuse).
• J: Ký hiệu cầu chì chống nước (Waterproof fuse).
• H: Ký hiệu cầu chì đặc biệt, có khả năng chống ồn (Noise-resistant fuse).
• L: Ký hiệu cầu chì nhỏ (Small fuse).
• M: Ký hiệu cầu chì lớn (Large fuse).
• G: Ký hiệu cầu chì có khả năng chống rung (Vibration-resistant fuse).

Các loại cầu chì thông dụng hiện nay:

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại cầu chì khác nhau để đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng. Dưới đây là mô tả ưu nhược điểm của các loại cầu chì thông dụng hiện nay để dễ dàng cho người đọc tham khảo:

Cầu chì DC

Cầu chì DC được sử dụng để bảo vệ mạch điện DC. Nó có thể được tìm thấy trong các thiết bị điện tử, pin và bộ điều khiển. 

• Ưu điểm của cầu chì DC: kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, độ tin cậy cao và giá thành thấp. 
• Nhược điểm của cầu chì DC: không thể sử dụng cho mạch AC và có thể chịu sự ảnh hưởng của các điều kiện môi trường khác nhau.

Cầu Chì AC

Cầu chì AC được sử dụng để bảo vệ mạch điện AC, thường được tìm thấy trong các thiết bị điện gia dụng hoặc các thiết bị điện tử khác. 

• Ưu điểm của cầu chì AC là: có thể sử dụng được cho cả mạch AC và DC, độ tin cậy cao và giá thành thấp. 
• Nhược điểm của cầu chì AC là: thường lớn và nặng hơn so với các loại cầu chì DC.

Cầu chì nhiệt

Cầu chì nhiệt được thiết kế để bảo vệ mạch điện khỏi quá tải dòng điện và quá nhiệt. 

• Ưu điểm nổi bật của cầu chì nhiệt là khả năng chống quá tải và nhiệt độ cao, độ tin cậy cao và giá thành thấp. 
• Nhược điểm là các cầu chì nhiệt có thể cần thời gian để làm việc và không thể sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu thời gian phản ứng nhanh.

Cầu chì tự rơi

Cầu chì tự rơi được thiết kế để tự động ngắt mạch khi có sự cố xảy ra. 

• Ưu điểm của cầu chì tự rơi là khả năng ngắt mạch nhanh chóng khi có sự cố xảy ra, độ tin cậy cao và có  thể sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. 
• Nhược điểm của cầu chì tự rơi là chúng có thể phản ứng với các tác nhân môi trường nhất định và gây ra sự cố không đáng có.

Cầu chì tự phục hồi:

Cầu chì tự phục hồi là loại cầu chì có khả năng tự phục hồi sau khi bị đứt mạch khi dòng điện quá tải. Loại cầu chì này được chế tạo từ các loại vật liệu đặc biệt như sợi thủy tinh, kim loại hoặc công nghệ bảo vệ PTC.

• Ưu điểm: Tự phục hồi sau khi bị đứt mạch, giúp tiết kiệm chi phí thay thế.
• Nhược điểm: Giá thành cao hơn so với các loại cầu chì thông thường.

Cầu chì ống:

Cầu chì ống là loại cầu chì có hình dạng ống, được chế tạo từ chất liệu sứ hoặc thủy tinh, có khả năng chịu được dòng điện lớn.

• Ưu điểm: Có khả năng chịu được dòng điện lớn, độ bền cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và áp suất.
• Nhược điểm: Có kích thước lớn hơn so với các loại cầu chì thông thường, giá thành cao hơn.

Cầu chì loại D:

Cầu chì loại D là cầu chì được chế tạo từ hợp kim đồng và thiếc, có kích thước nhỏ gọn và thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử nhỏ.

• Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn nên khá dễ dàng lắp đặt trong các thiết bị điện tử nhỏ.
• Nhược điểm: Không thể chịu được dòng điện lớn và có thể dễ dàng bị hỏng khi quá tải.

Cầu chì HRC:

Cầu chì HRC là loại cầu chì có khả năng chống cháy nổ và được chế tạo từ chất liệu đặc biệt có khả năng chịu nhiệt cao.

• Ưu điểm: Có khả năng chống cháy nổ, bảo vệ an toàn cho các hệ thống điện.
• Nhược điểm: Giá thành cao hơn so với các loại cầu chì thông thường.

Cầu chì điện áp cao (HV)

Cầu chì bảo vệ các thiết bị điện áp cao trước nguy cơ quá tải hoặc ngắn mạch. Các ứng dụng thường gặp nhất của cầu chì điện áp cao là trong các máy phát điện, các thiết bị truyền tải điện, trong ngành công nghiệp dầu khí,…

• Ưu điểm: Bảo vệ các thiết bị điện áp cao tốt hơn so với các loại cầu chì khác, đáp ứng được điện áp và dòng điện lớn.
• Nhược điểm: Giá thành đắt đỏ hơn so với các loại cầu chì khác, kích thước lớn và khó lắp đặt.

Cầu Chì SMD

Cầu chì thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử nhỏ gọn giúp bảo vệ mạch điện và ngăn chặn nguy cơ chập điện.

• Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn và dễ lắp đặt trên mạch in, phản ứng nhanh chóng với dòng điện quá tải/ngắn mạch, đặc biệt là không tạo ra tiếng ồn và không sinh nhiệt khi hoạt động.
• Nhược điểm: Không thể bảo vệ được các thiết bị điện áp cao và giá thành cao hơn so với các loại cầu chì khác.

Cầu chì hộp

Cầu chì hộp thường được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp, bảo vệ các thiết bị điện áp thấp, các hệ thống điện nhà máy,…

• Ưu điểm của dòng này là dễ lắp đặt sử dụng, có thể bảo vệ được nhiều thiết bị cùng lúc và giá thành rẻ hơn so với các loại cầu chì khác.
• Nhược điểm: Không thể bảo vệ được các thiết bị điện áp cao và thời gian phản ứng cũng chậm hơn so với các loại cầu chì khác.

Xem thêm: Công thức tính chọn cầu chì chính xác nhất!

Công dụng của cầu chì trong mạch điện

Cầu chì được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày với những công dụng phổ biến sau đây:

• Bảo vệ mạch điện: Cầu chì được sử dụng để bảo vệ các thiết bị và mạch điện khỏi các sự cố quá tải, ngắn mạch, chập điện và các vấn đề liên quan đến điện.
• Điều khiển dòng điện: Cầu chì cũng được sử dụng để giảm thiểu dòng điện trong mạch điện, đặc biệt là trong các thiết bị điện gia dụng như tủ lạnh, máy giặt, lò vi sóng,..
• Giảm thiểu rò rỉ điện: Cầu chì được sử dụng để giảm thiểu rò rỉ điện trong các thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại, camera,…
• Bảo vệ hệ thống điện: Cầu chì cũng được sử dụng để bảo vệ hệ thống điện, giúp ngăn chặn các sự cố có thể gây ra thiệt hại cho hệ thống điện, đặc biệt là trong các ứng dụng điện áp cao.

Như vậy, cầu chì là một thành phần quan trọng trong các mạch điện và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, gia dụng và điện tử

Ưu điểm của cầu chì so với Aptomat

Cầu chì và Aptomat đều được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện trước nguy cơ quá tải và ngắn mạch. Tuy nhiên, mỗi loại có những ưu điểm riêng so với nhau. Ưu điểm của cầu chì so với Aptomat bao gồm:

• Đáp ứng nhanh chóng: Cầu chì phản ứng nhanh chóng với dòng điện quá tải và ngắn mạch, giúp bảo vệ thiết bị điện khỏi các thiệt hại. Trong khi đó, Aptomat có thể cần một thời gian để phản ứng và ngắt điện khi dòng điện quá tải.
• Đáp ứng cao với các dòng điện lớn: Cầu chì có thể đáp ứng với các dòng điện lớn hơn so với Aptomat. Điều này là do cầu chì được thiết kế để chịu được các dòng điện cao hơn, trong khi Aptomat có giới hạn về dòng điện.
• Độ tin cậy cao: Cầu chì không có bộ phận cơ khí, giúp tăng độ tin cậy và độ bền của thiết bị. Trong khi đó, Aptomat có thể có các bộ phận cơ khí, dẫn đến độ tin cậy và độ bền thấp hơn so với cầu chì.

Tuy nhiên, Aptomat cũng có một số ưu điểm như khả năng tự động phục hồi và khả năng điều khiển từ xa. Do đó, việc sử dụng cầu chì hay Aptomat sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể.

Ứng dụng của cầu chì trong cuộc sống

Cầu chì là một thành phần quan trọng trong các mạch điện, được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện khỏi nguy cơ quá tải và ngắn mạch. Ngoài ra, cầu chì còn được ứng dụng nhiều mặt trong cuộc sống, bao gồm:

• Hệ thống điện trong nhà: Cầu chì được sử dụng để bảo vệ hệ thống điện trong nhà khỏi các nguy cơ quá tải và ngắn mạch. Nó được lắp đặt tại các điểm đầu cuối của mạch điện để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và bảo vệ thiết bị điện.
• Các thiết bị gia dụng: Cầu chì được tích hợp trong các thiết bị gia dụng như tủ lạnh, máy giặt, lò vi sóng,… để bảo vệ chúng khỏi các nguy cơ quá tải và ngắn mạch.
• Các thiết bị điện tử: Cầu chì được sử dụng trong các thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại và máy tính bảng để bảo vệ chúng khỏi các nguy cơ quá tải và ngắn mạch.
• Hệ thống điện đường dài: Cầu chì được sử dụng trong hệ thống điện đường dài để bảo vệ các thiết bị điện trước nguy cơ quá tải và ngắn mạch.

Cầu chì có ứng dụng rất đa dạng trong cuộc sống, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các thiết bị điện khỏi nguy cơ quá tải và ngắn mạch, giúp đảm bảo an toàn cho người sử dụng và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Bài viết trên đã cung cấp cho bạn đọc biết cầu chì là gì và những thông tin liên quan. Hy vọng quý khách có thể tìm hiểu những thông tin bạn đang tìm kiếm ở bài viết trên. 

Cơ Điện Delta chuyên cung cấp vỏ tủ điện công nghiệp giá rẻ, chất lượng cao trên toàn quốc. Quý khách có nhu cầu, vui lòng liên hệ với chúng tôi để được tư vấn, báo giá tốt nhất.

>> Xem thêm: Báo giá vỏ tủ điện sơn tĩnh điện gia công theo yêu cầu bền, chất lượng

Ngọc Hòa

Ngọc Hòa hiện đang là biên tập viên tại Cơ Điện Delta, mình có 5 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tư vấn các giải pháp về tủ điện, tủ chữa cháy, thang máng cáp điện. Các kiến thức được chia sẻ trên blog Cơ Điện Delta đều được mình tổng hợp và đúc rút từ những kinh nghiệm thực tế tư vấn cho doanh nghiệp. Hy vọng những thông tin này có thể giúp ích được cho bạn đọc.