Cầu Chì Là Gì? Phân Loại, Cấu Tạo Và Ứng Dụng Trong Cuộc Sống

Cầu chì là gì? Đây chắc chắn là một loạt thiết bị quen thuộc trong hệ thống điện mà mọi người đều từng nghe qua hay đã sử dụng. Vậy thì thiết bị này có những đặc điểm, cách thức hoạt động và được ứng dụng như nào? Hãy cùng công ty nhà thông minh AiSmartHome tìm hiểu trong bài viết này nhé.

Cầu chì là gì?

Cầu chì (tiếng Anh là Fuse) hay còn có tên gọi là khí cụ điện, đây là một loại thiết bị được sử dụng rộng rãi để bảo vệ hệ thống thiết bị điện và đảm bảo mạch điện tránh được các sự cố ngắn mạch, giảm thiểu xảy ra các sự cố nguy hiểm như, cháy nổ. Cầu chì thường được tích hợp trực tiếp vào hệ thống điện, kết nối dây dẫn điện và thiết bị điện.

Thiết bị khí cụ thường có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ, giá thành rẻ nên được nhiều người sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện hiện nay tại các gia đình hay các cơ quan, nhà máy. Cầu chì thường có chức năng giữ ổn định dòng điện luôn ở mức an toàn và hệ thống hoạt động ổn định. Bên canh đó, thiết bị này còn được ứng dụng trong các loại thiết bị điện tử như đèn, máy tính, máy ảnh, nguồn điện để đảm bảo an toàn và hạn chế cháy nổ.

Fuse thường được làm bằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp như thiếc, cadimi, chì. Khi dòng điện chạy qua vượt mức cho phép thì dây chảy sẽ nóng chảy trước và ngăn cách dòng điện đi qua, hạn chế được các nguy cơ gây cháy thiết bị. Nếu sử dụng dây chảy bằng đồng, sắt thì có thể gây ra nguy hiểm vì những kim loại này thường có nhiệt độ nóng chảy cao.

Cấu tạo của cầu chì

Cầu chì thường có cấu tạo đơn giản, gồm một dây chì nối hai đầu dây dẫn trong mạch điện. Thiết bị này được lắp đặt gần nguồn điện tổng và trước các thành phần trong mạch điện nhằm để có thể bảo vệ mạng điện và các thiết bị điện khác. Bên cạnh đó còn có các bộ phận khác như sau tạo nên một thiết bị hoàn chỉnh:

Vật liệu lấp đầy

Vật liệu này có chức năng hấp thụ năng lượng do hồ quang sinh ra và đảm bảo tính cách điện khi xảy ra tình trạng ngắn mạch. Vật liệu lấp đầy thường được làm từ silicat ở dạng hạt và được dùng để bảo quanh các phần tử ngắn mạch trong thân của cầu chì.

Phần tử ngắn mạch

Phần từ ngắn mạch này có vai trò rất quan trọng được xem là bộ phận chính của cầu chì. Bộ phận này có giá trị điện trở suất nhỏ, thực hiện chức năng cảm nhận giá trị dòng điện đi qua. Phần tử ngắn mạch được thiết kế theo dạng băng mỏng hoặc dạng dây, làm từ vật liệu bằng bạc hoặc đồng.

Thân

Thân của cầu có độ bền cơ khí cao, độ bền dẫn nhiệt tốt, chịu đựng được sự thay đổi đột ngột và không gây ra sự cố hỏng hóc cho dây chì trong quá trình sử dụng. Phân thân thường được làm bằng các vật liệu như thủy tinh, ceramic, hay các vật liệu có tính chất tương đương gốm sứ.

Các đầu nối

Các đầu nối của cầu chì thực hiện chức năng cố định cầu chì trên các thiết bị đóng ngắt mạch, đảm bảo cho điện tiếp xúc tốt. Tùy theo từng nhà sản xuất và mỗi loại khác nhau, thì vật liệu tạo thành các đầu nối sẽ khác nhau, tiết kế cũng khác nhau và phức tạp hơn so với những loại thông thường. Nhờ vậy mà có thể đáp ứng được các nhu cầu sử dụng của khách hàng.

Nguyên lý hoạt động của cầu chì

Cầu chì hoạt động dựa trên nguyên lý uốn cong hoặc tự chảy để ngắn mạch điện khi dòng điện đột ngột tăng trong mạch. Khi dòng điện bị quá tải vượt quá giới hạn an toàn qua cầu chì thì dòng điện sẽ bị ngắt nhờ vậy mà có thể bảo vệ được các thiết bị điện khỏi bị hư hỏng, cháy nổ do quá tải điện. Quá trình hoạt động diễn ra chi tiết như sau:

Khi mạch làm việc bình thường thì dòng điện chạy qua, có sự cân bằng nhiệt được thiết lập và không gây ra sự phá hủy các phần tử hay sự già hóa nào của cầu chì. Thường nhiệt độ nóng chảy thấp dưới 327 độ C của chì là nhiệt độ lý tưởng để làm vật liệu sử dụng cho khí cụ điện. Khi dòng điện bị vượt mức giới hạn, thì dây chì sẽ nóng chảy làm cho dòng điện không lưu thông qua khí cụ điện để bảo vệ các thiết bị. Sau khi thay thế lại cái mới thì, cầu chì tiếp tục hoạt động và tiếp tục bảo vệ mạch điện khi dòng điện bị quá tải.

Những tiêu chí để phân loại cầu chì là gì?

Hiện nay cầu chì được phân loại thành nhiều loại khác nhau và có nhiều tiêu chí được sử dụng để phân loại, sau đây là một số cách phân loại mà bạn nên biết:

Phân loại theo môi trường hoạt động

Dựa theo môi trường hoạt động thì cầu chì được phân loại thành 3 loại chính sau đây:

• Loại cao áp: Loại này thường được sử dụng cho hệ thống điện cao áp lên đến khoảng 115 000 AC
• Loại hạ áp: Còn có tên gọi là cầu chì hạ thế, loại này thích hợp sử dụng cho các công trình nhỏ như các cửa hàng, nhà ở, doanh nghiệp vừa và nhỏ.
• Loại nhiệt: Đây là loại được ứng dụng để ngăn chặn quá tải nhiệt trong các thiết bị như các động cơ điện, lò vi sóng, nồi cơm điện, tủ lạnh và nhiều thiết bị khác.

Phân loại theo cấu tạo

Mỗi loại cầu chì sẽ có những hình dạng, thành phần cấu tạo khác nhau nên dựa vào cấu tạo được chia thành 4 loại phổ biến như sau:

• Loại hở: Loại này không có vỏ bọc bên ngoài.
• Loại vặn: Đây là loại được vặn vào lỗ có ren trên mạch điện và có thể dễ dàng tháo lắp, thay thế.
• Loại hộp: Đây là loại khá phổ biến được đặt kín trong hộp.
• Loại ống: Loại này thường được đặt trong một ống thủy tinh.

Phân loại theo số lần sử dụng

Vì cầu chì hoạt động theo nguyên lý nóng chảy, nên nhiều người dùng cho rằng thiết bị này chỉ có thể sử dụng được một lần. Tuy nhiên trong thực tế thì có thể sử dụng được nhiều lần khác nhau và chia thành các loại chính sau đây:

• Loại dùng một lần.
• Loại có thể thay thế dây chảy.
• Loại tự nối sau khi ngắt mạch.

Phân loại theo đặc điểm trực quan

Dựa theo đặc điểm quan sát nổi bật của cầu chì mà người ta chia thành các loại khác nhau:

• Loại sứ: Đây là loại được làm bằng sứ, có thể dễ dàng tháo lắp mà không lo bị điện giật hay chấn thương cho người dùng. Loại này thường được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nhỏ hay các hệ thống dây điện.
• Loại ống: Là loại có hình dạng ống, các bộ phận chính gồm có ống chửa, đế, 1 dây nối với thành ống được làm bằng vật liệu trong suốt. Phần nắp và đế được gắn với dây chì thông qua các vòng nối.
• Loại hộp: Là loại có hình dạng hộp có vỏ bên ngoài được làm bằng nhựa cao cấp, đặt trong hộp kín. Thiết bị này được ứng dụng phổ biến trong hệ thống công trình điện dân dụng.
• Loại nổ: Khi dòng điện vượt quá định mức thì các hạt nổ bên trong được kích nổ và sẽ ngắt mạch điện đi qua.
• Loại tự rơi: Đây là loại thiết bị tích hợp giữa cầu dao và cầu chì khí, khi cháy sẽ tự rơi xuống, thường được ứng dụng để bảo vệ hệ thống điện áp ngoài trời.

Các loại cầu chì phổ biến hiện nay

Trên thị trường có nhiều loại cầu chì được người dùng tin tưởng sử dụng, phục vụ cho các mục đích sử dụng khác nhau. Sau đây là một số loại phổ biến hiện nay mà bạn có thể tham khảo để ứng dụng cho mình phù hợp:

Cầu chì điện 1 chiều

Loại cầu chì điện 1 chiều này có kích thước nhỏ, hoạt động ổn định tuy nhiên lại rất khó ngắt mạch điện. Và cần có hồ quang điện giữa các dây dẫn nóng chảy do dòng điện một chiều có trị số không đổi, luôn lớn hơn 0. Đặc biệt, các cực của cầu chì được cách xa nhau hơn để hạn chế tạo ra hồ quang có dòng điện chạy qua trực tiếp khó dập.

Bên cạnh đó, loại thiết bị này còn có khả năng bảo vệ tối đa cho các bộ phận Pin, module của Pin, xóa các dòng lỗi DC hiệu quả. Vì thế mà, kích thước của loại DC nhỏ hơn kích thước của loại AC, được thử nghiệm trên các thiết bị điện sử dụng dòng điện một chiều.

Cầu chì xoay chiều (Điện 3 pha)

Cầu chì xoay chiều hay còn gọi là cầu chì điện 3 pha, loại này có kích thước nhỏ gọn. Hoạt động bằng cách dao động từ 50 lần-60 lần/giây, giá trị dao động từ nhỏ nhất đến lớn nhất. Thiết bị này được sử dụng cho hệ thống điện 3 pha, bảo vệ các thiết bị điện khi xảy ra sự cố bằng cách chảy dây chì và ngắt nguồn điện.

Cầu chì cách ly

Trong hệ thống điện công nghiệp thì loại cầu chì này không còn quá xa lạ, thiết bị này được đạt tiêu chuẩn IEC 947.3. Chúng được thiết kế để bảo vệ mạch khỏi nguy cơ quá tải và ngắn mạch, ngăn chặn các tình huống nguy hiểm và đảm bảo an toàn cho người dùng và các thiết bị điện.

Cầu chì cao áp

Cầu chì cao áp được sử dụng cho các hệ thống điện lên đến 115 000AC và được chia thành các loại chính sau đây:
Cầu chì ống HRC

Đây là loại có công suất lớn, có vỏ được làm bằng chất liệu thủy tinh hay một số các chất hóa học khác. Đầu của thiết bị này được làm bằng kim loại để tránh được sự ảnh hưởng của khí quyển lên cầu chì. Bên trong vỏ bọc được thiết kế một khoảng trống bao quanh dây hoặc bộ phận cầu chì được đóng gói toàn bộ bằng bột làm đầy

• Loại HCR chất lỏng được dùng cho dòng điện 100A, hệ thống điện 132KW. Được làm bằng ống thủy tinh chứa cacbon tetraclorua, một đầu ống được bịt kín và một đầu ống được cố định. Trong quá trình hoạt động, chất lỏng này sẽ làm tăng ngắn mạch và dập tắt hồ quang điện.
• Loại HCR trục xuất có buồng chứa nhiều axit boric để loại bỏ khí và các khí thải sinh ra từ hồ quang điện bên trong.

Cầu chì Reset

Đây là loại thiết bị được tạo nên từ điện trở nhiệt dẻo dẫn điện, thường ứng dụng trong quân sự và vũ trụ hàng không. Nguyên lý hoạt động dựa vào dòng điện tăng thì nhiệt độ, điện trở của dòng điện tăng theo.

Cầu chì hạ áp

Cầu chì hạ áp là loại thiết bị được sử dụng và sản xuất rộng rãi, sau đây là các loại phổ biến mà bạn có thể tham khảo:

• Loại thông thường: Là loại được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày và sản xuất kinh doanh
• Loại Kit Kat: Được làm từ vật liệu bằng sứ, dễ dàng tháo lắp và độ an toàn cao khi giữ dây chì.
• Loại Striker: Ứng dụng để đóng nhả mạch điện.
• Loại công tắc: Được sử dụng cho điện áp trung bình và thấp, được làm bằng kim loại.
• Loại sụt áp: Có chức năng bảo vệ các loại máy biến áp ngoài trời, khi có sự cố điện xảy ra thì thiết bị này sẽ tự động rơi xuống dưới tác động của trọng lực.

Ký hiệu của cầu chì trong mạch điện 

Ký hiệu trên cầu chì trong mạch có thể thay đổi theo từng dạng khác nhau: Dưới đây là một số kí hiệu mà bạn có thể phân biệt được sản phẩm:

• F: Fast-acting fuse – Loại ngắt nhanh.
• T: Time-delay fuse – Loại ngắt chậm.
• FF: Fast-acting dual-element fuse – Loại kép nhanh.
• J: Waterproof fuse – Loại chống nước.
• H: Noise-resistant fuse – Loại chống ồn.
• L: Small fuse – Loại nhỏ.
• M: Large fuse – Loại lớn.
• G: Vibration-resistant fuse – Loại giảm chấn rung.

Ứng dụng của cầu chì trong cuộc sống hàng ngày

Cầu chì đóng vai trò quan trọng trong mạch điện và nguồn điện, bảo vệ các sự cố điện xảy ra và bảo vệ sự an toàn cho các thiết bị, người dùng. Sau đây là một số lĩnh vực mà trong đời sống hằng ngày của thiết bị này, gồm có:

Ứng dụng trong các thiết bị điện gia dụng

Trong hệ thống các thiết bị điện gia dụng như tủ lạnh, tivi, máy giặt, bình nóng lạnh,… thì cầu chì được lắp đặt cùng để ngắt dòng điện khi xảy ra sự cố ngắn mạch hoặc quá tải. Đồng thời bảo vệ các thiết bị tránh phải tình trạng hư hỏng, giảm được các nguy cơ cháy nổ.

Ứng dụng trong hệ thống điện công nghiệp

Trong hệ thống điện công nghiệp thì cầu chì được ứng dụng phổ biến rộng rãi như trong các máy biến áp, động cơ điện. Nhằm bảo vệ các thiết bị này khỏi bị hư hại, chập cháy ảnh hưởng đến quá trình hoạt động do sự cố quá tải hay ngắn mạch điện gây ra. Giúp cho hệ thống luôn được vận hành ổn định và an toàn.

Ứng dụng trong ô tô, xe máy

Trên các ô tô , xe máy thì cầu được ứng dụng để bảo vệ hệ thống điện như còi, đèn, máy điều hòa và một số các thiết bị khác. Khi xảy ra sự cố thì cầu chì sẽ tự động ngắt điện và ngăn chặn hư hỏng các thiết bị.

Các ứng dụng quan trọng khác

Ngoài những ứng dụng nổi bật nêu trên thì cầu chì còn được ứng dụng trong một số trường hợp khác như sử dụng trong các thiết bị điện tử như điện thoại, máy tính, máy in hay hệ thống năng lượng pin, màn hinh LCD, giúp cho các thiết bị tránh khỏi tình trạng hư hỏng, chập cháy.

Hướng dẫn thay cầu chì dân dụng an toàn

Khi cầu chì bị cháy hay bị đứt thì mọi hoạt động các thiết bị sử dụng điện trong gia đình của bạn sẽ bị gián đoạn, ảnh hưởng đến quá trình sinh hoạt của mọi người. Vì thế sau đây là các bước giúp bạn thay cầu chì tại nhà đơn giản, an toàn:

Bước 1: Tắt nguồn điện

Trước khi tiến hành thay cầu chì thì bạn nên ngắt nguồn điện, để đảm bảo an toàn bằng việc ngắt nguồn điện và rút tất cả các phích của các thiết bị trong nhà. Thêm vào đó cần sử dụng các đồ bảo hộ để quá trình làm việc luôn được bảo vệ và an toàn.

Bước 2: Kiểm tra ổ cắm điện

Sau khi tắt nguồn điện thì tiến hành kiểm tra kỹ lưỡng các hệ thống điện trong gia đình, xem xét và tìm ra nguyên nhân gây ra sự cố cháy cầu chì. Từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục nhanh chóng, kịp thời và hiệu quả, tránh gây ra thêm sự cố lần nữa.

Bước 3: Tìm vị trí dây cầu chì bị cháy

Thường trong hệ thống điện gia đình thì các thợ điện lắp đặt cầu chì tại các công tơ điện hay các bảng điện. Nếu trường hợp có dây cầu chì thì bạn nên tách từng dây riêng biệt và tiến hành kiểm tra từng dây để biết xem tình trạng dây nào bị đứt và tìm kiếm được vị trí dây bị cháy chính xác.

Bước 4: Lựa chọn cầu chì phù hợp

Để lựa chọn được khí cụ điện phù hợp thì bạn kiểm tra lại thông số kỹ thuật của loại đã bị cháy và nguồn điện trong gia đình của bạn. Nên thay thế bằng cầu chì mới có cùng thông số kỹ thuật với loại cũ, chọn dây có cường độ dòng điện là 5A, mạch điện thiết bị đun nóng có cường độ là 15-20A, các thiết bị nấu ăn thì nên chọn loại có cường độ 30A. Và không nên thay loại có cường độ cao hơn, vì sẽ bớt khả năng ngắt điện khi có sự cố xảy ra là rất thấp.

Bước 5: Thay thế dây của cầu chì

Khi thay thế dây chìm trước tiên thì bạn phải tháo các ốc vít ở hai đầu của cầu chì rồi mới có thể thay thế được cầu chì bị hỏng. Cẩn thận cho sợi dây đi qua phần sứ ở giữa cầu chì, dùng cuộn dây quấn xung quanh 2 ốc vít và dùng tua vít siết chặt chúng lại.

Bước 6: Lắp cầu chì trong hộp

Sau khi đã hoàn thiện các bước trên thì tiến hành lắp cầu chì vào trong hộp, sau đó bật nguồn điện để kiểm tra hoạt động của toàn bộ hệ thống mạng điện. Nếu hệ thống hoạt động ổn định, bình thường thì chứng tỏ bạn đã thay thành công. Nếu hệ thống vẫn gặp sự cố thì bạn hãy liên hệ cho thợ sửa điện chuyên nghiệp đến để kiểm tra tình trạng cầu chì của nhà mình, không nên thay thế loại mới. Ngoài ra, đảm bảo giữ tay bạn luôn khô ráo, tháo các trang sức trên người để đảm bảo an toàn trước khi thay thế cầu chì mới.

Ta có thể thấy rằng, cầu chì có vai trò quan trọng trong hệ thống điện, giúp hạn chế được xảy ra các sự cố về điện và đảm bảo an toàn cho người dùng, các thiết bị điện. Ngoài thiết bị này, bạn có thể sử dụng thêm các thiết bị bảo vệ mạng điện phổ biến nhất hiện nay được nhiều người sử dụng qua bài viết sau đây nhé: [Top 7] Thiết bị bảo vệ mạng điện phổ biến nhất hiện nay.

Với những thông tin chi tiết được nêu trên, hy vọng rằng bạn có thể tự trả lời cho câu hỏi cầu chì là gì? Đồng thời bạn có thể đưa ra những quyết định phù hợp khi lựa chọn các thiết bị cho mục đích sử dụng của mình. Nếu bạn muốn trang bị hệ thống điện trong ngôi nhà của mình mà chưa lựa chọn được thiết bị phù hợp thì hãy liên hệ qua hotline 0396999918 cho công ty nhà thông minh AiSmartHome để được tư vấn nhé.