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第五章熔断器第一节概述二、熔断器的工作原理熔断器是串联在电路中的一个最薄弱的导电环节，其金属熔体是一个易于熔断的导体。
在正常工作情况下，由于通过熔体的电流较小，熔体的温度虽然上升，但不致达到熔点，熔体不会熔化，电路能可靠接通。
一旦电路发生过负荷或短路故障时，电流增大，过负荷电流或短路电流对熔体加热，熔体由于自身温度超过熔点，在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔化，将电路切断，从而使线路中的电气设备得到了保护。
熔断器的工作过程大致可分为以下四个阶段：（1）熔断器的熔体因过载或短路而加热到熔化温度；（2）熔体的熔化和气化；（3）触点之间的间隙击穿和产生电弧；（4）电弧熄灭、电路被断开。
显然，熔断器的动作时间为上述四个过程所经过时间的总和。
熔断器的开断能力决定于熄灭电弧能力的大小。
熔体熔化时间的长短，取决于通过的电流的大小和熔体熔点的高低。
当电路中通过很大的短路电流时，熔体将爆炸性地熔化并气化，迅速熔断；当通过不是很大的过电流时，熔体的温度上升得较慢，熔体熔化的时间也就较长。
熔体材料的熔点高，则熔体熔化慢、熔断时间长；反之，熔断时间短。
三、熔断器的原理结构熔断器主要由金属熔断体、载熔件和底座组成。
另外，有的熔断器还具有熔管、充填物、熔断指示器等结构部件。
（1）熔断体。
是熔断器的主要部分，包括熔体。
熔体是熔断器的核心部件，它是一个最薄弱的导电环节，正常工作时起导通电路的作用，在故障情况下熔体将首先熔化，从而切断电路实现对其他设备的保护。
熔体可分为高熔点熔体和低熔点熔体。
低熔点材料（如铅、锌、锡等）电阻率较大，所制成的熔体截面也较大，在熔化时将产生大量的金属蒸气，使电弧不易熄灭，所以这类熔体一般用在500V及以下的低压熔断器中起过负荷保护；高熔点材料（如铜、银等）电阻率较低，所制成的熔体截面可较小，有利于电弧的熄灭，这类熔体一般用作短路保护。
高熔点材料在小而持续时间长的过负荷时，熔体不易熔断，结果使熔断器损坏。
.精选范本一 金属熔化特性●熔炼四性及判定依据：a 氧化性：由金属与氧的亲和力决定，金属与1mol 氧反应生成的金属氧化物的自由焓变量为氧化物标准生成自由焓变量△G ☉，其越小，还有氧化物的分解压Po2和氧化反应生成热△H ☉越小，代表金属与氧亲和力越大，金属氧化趋势越大，程度越高，金属氧化物越稳定b 吸气性：由金属与气体的亲和力决定，即溶解度，它与金属和气体性质、气体分压、温度、合金元素有关。
C=K √P —平方根定律，双原子气体在金属中溶解度与其分压的平方根成正比；气体分压一定时，C=K) 溶解热为正时。
溶解度随温度升高而增大，与气体有较大亲 和力的合金元素会增大气体溶解度。
各种因素得到㏒C=-+B+0.5㏒Pc 挥发性：平衡时，气相中金属的蒸气分压为该温度的饱和蒸气压，蒸气压越高，越易挥发。
外压一定，纯金属的蒸气压随温度的升高的增大，挥发趋势增强；炉膛压力越小，金属挥发速率增大，这是因为真空度高，质点碰撞概率少，回凝速率减少，挥发加速；蒸气压大、蒸发热小、沸点低的金属和合金易挥发损失。
d 吸杂性：●金属氧化热力学及判据：熔炼温度范围，氧化反应在热力学上为自动过程。
在标准状态下，金属的氧化趋势、氧化顺序和可能的氧化程度，一般可用氧化物的标准生成自由焓变量ΔG ，分解压 pO2 或氧化物的生成热ΔH 作为判据。
通常ΔG 、ΔH 或 pO2 越小，金属氧化趋势越大、越先被氧化、可能的氧化程度越高，氧化物越稳定。
●金属氧化动力学机理：氧化环节及过程：氧由气相通过边界层向氧/氧化膜界面扩散(外扩散)→氧通过固体氧化膜向氧化膜/金属界面扩散（内扩散）→在氧化膜/金属界面上发生界面化学反应。
①P-B 比即氧化膜致密性系数（ ），即氧化物的分子体积与形成该氧化物的金属原子体积之比来衡量氧化膜性质，当 >1氧化膜致密，连续，有保护性，扩散阻力增大，内扩散成为控制性环节（铝、Be ）， <1氧化膜疏松多孔，无保护性，结晶化学反应为控制性环节（碱金属 >>1氧化膜十分致密。
各种熔体的粘度与温度的关系
粘度与温度之间一般呈现反比的关系，即随着温度的升高，熔体的粘度会下降。
这是由于温度的升高会增加分子和离子的热运动能量，使得分子或离子之间的相互作用力减弱，从而降低了粘度。
然而，不同类型的熔体在温度变化下的粘度变化趋势可能不尽相同。
下面是几种常见熔体的粘度与温度关系的一些特点：
1. 水：水的粘度随着温度的升高而显著减小。
在0°C以下，
冰的粘度会增加，但当温度超过0°C时，水的粘度迅速下降。
这是因为水的分子在低温下较容易结合形成氢键，增加了粘度；而高温下，水的分子热运动能量增加，氢键破裂，粘度减小。
2. 熔融金属：大部分金属在升温过程中粘度会逐渐减小，但不同金属的粘度变化幅度和趋势会有所差异。
一般来说，金属的熔体粘度较低，温度升高时粘度减小的速率较小。
3. 聚合物溶液：聚合物溶液的粘度与温度之间的关系比较复杂，不同聚合物和溶剂体系会有不同的影响。
一般来说，随着温度的升高，聚合物溶液的粘度会下降。
但对于某些聚合物，温度的变化可能导致聚合物链的构象改变，引起粘度的变化。
总而言之，粘度与温度之间的关系是一个复杂的课题，需要考虑熔体类型、分子间相互作用、溶剂等因素的影响。
一般来说，温度升高会导致熔体的粘度降低，但具体的变化趋势和幅度需要根据具体的熔体体系进行研究和实验测量。
