מבטח
מבטח הוא רכיב חשמלי שמטרתו הגנה על מעגל חשמלי מפני קצר חשמלי או עומס יתר. המבטח מגן על ידי ניתוק התקלה ממקור הזרם. ישנם שני סוגים של מבטחים:
- נתיך (פיוז)
- מפסק אוטומטי מגנטי תרמי (מאמ"ת)
נחיצות ההגנה
תקלות במעגלים חשמליים יכולות לנבוע ממגוון רחב של גורמים. שני הגורמים העיקריים לתקלות הם בידוד לקוי - עקב שחיקה או כתקלה מובנית, וטעויות אנוש בחיבורי המעגלים.
קצר חשמלי
קצר חשמלי יווצר כתוצאה מבידוד שנהרס בתוך מכשיר, או עקב מגע מקרי בין שני גופים שיש ביניהם הפרש מתחים. ברגע שמופעל מעגל הקצר, מופיע זרם חשמלי גבוה ביותר מהקודם, שמוגבל אך ורק על ידי ההתנגדות הפנימית של המעגל ויכולתו של מקור המתח לספק אנרגיה. בזרם זה עשויות לעבור כמויות גדולות(עצומות) של אנרגיה שעלולות לגרום למספר סוגי נזקים:
- הרס פיזי של המכשיר, כתוצאה מהתכה הנגרמת מהחום המופק מהאנרגיה, או מהכוחות האלקטרו-דינמיים שנוצרים.
- שריפה, שנגרמת כתוצאה מהחום.
- התחשמלות, אם הקצר נגרם על ידי מגע אדם.
עומס יתר
ישנם מספר מצבים של עומס יתר:
- כאשר למעגל חשמלי מחוברים צרכנים בעלי הספק חשמלי גדול יותר מיכולתם של מוליכי המעגל לשאת, התוצאה המיידית של העומס תהיה התחממות חריגה של המוליכים וכתוצאה ממנה התבלות מואצת של הבידוד, שמובילה לקצר. לעיתים נדירות עלולה גם לפרוץ שריפה כתוצאה מההתחממות החריגה של המוליכים.
- כאשר למקור אספקה מחוברים צרכנים בעלי הספק חשמלי מצטבר גדול יותר מיכולתו של המקור לספק. מקור יכול להיות שנאי, ובמקרה כזה השנאי עלול להינזק בשל התחממות יתר והיווצרות קצרים פנימיים, וכן מקור יכול להיות גנרטור שבמצב של עומס יתר ממושך יקרוס.
סוגי המבטחים
שני סוגי המבטחים מגינים הן מפני קצר והן מפני עומס יתר. ההבדל העיקרי נעוץ בצורת ההגנה.
נתיך
בליבו של הנתיך מצוי תיל מתכתי דק. בעת תקלה במעגל התיל מתחמם וניתך, ועל ידי כך מנותקת התקלה ממקור הזרם.
יתרונות
- אמינות גבוהה ביותר. למעשה כמעט שאין סיכוי לכך שבעת תקלה הנתיך לא יפעל.
- עלות נמוכה.
- כושר ניתוק גבוה מאד כך שהוא יכול להתנתק מהר מאד .
חסרונות
- חד פעמי. נתיך שנשרף חייבים להחליפו על מנת להפעיל מחדש את המכשיר או המעגל.
- סירבול - הנתיך הוא רכיב גדול יחסית.
- קל לזייפו
מאמ"ת
המאמ"ת מנתק את התקלה ממקור הזרם על ידי ניתוק מגעים הנמצאים בתוכו. במקרה של קצר ניתוק זה מבוצע על ידי אלקטרומגנט, ובמקרה של עומס יתר על ידי דו מתכת.
יתרונות
- ניתן לחיבור מחדש לאחר ביצוע פעולת הניתוק - פשוט על ידי הרמת מתג.
- גודל פיזי קטן יחסית.
חסרונות
- פחות אמין מנתיך: בזרמי קצר גבוהים במיוחד המגעים לא יוכלו להיפתח, וכן אם הופעל מספר פעמים תיתכן פגיעה במגעים שתפגע בתפקודו.
- יקר.