Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Widerstand von Kleinsicherungen


von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Hat jemand eine Ahnung wie sich es sich mit dem Widerstand von z.B. 
5x20mm Glasrohr-Sicherungen verhält?
Gerade mal gemessen:
- 500mA 250V flink: 2,5 Ohm
- 100mA 250V träge: 1,5 Ohm


Bei den üblichen verdächtigen Herstellern findet man dazu nichts. 
Allenfalls mal maximale und oft auch typische Spannungsabfälle bei 
Nennstrom.

Nach einigem Googeln fand ich noch die Bemerkung, eine 63mA Sicherung 
hätte über 100 Ohm. Was ja nicht unwesentlich ist ;-)

Mich würde die Tendenz als Formel oder ne physikalische Abhandlung zur 
Abschätzung interessieren.

Weiß da jemand mehr? Wie zuverlässig kann man sich auf diese Werte dann 
verlassen?

Leider habe ich nicht genug Varianten da. Das würde sicherlich ne nette 
3D-Darstellung ergeben.

von Konrad S. (maybee)


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von Tom (Gast)


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Konrad S. schrieb:
> Hier mal ein Datenblatt, das auch Angaben zum Widerstand hat:
> http://www.littelfuse.com/data/en/Data_Sheets/218P.pdf

Und hier in bunt

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Interessante Kurve. Bei Littelfuse hatte ich natürlich nicht in die 
Datenblätter geschaut, sondern nur in die AppNotes und nix gefunden.

Du hast dir die Arbeit des Diagramms extra für mich gemacht, danke!

von Andrew T. (marsufant)


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Abdul K. schrieb:
>
> Weiß da jemand mehr? Wie zuverlässig kann man sich auf diese Werte dann
> verlassen?
>

Das geht sogar soweit, das für bestimmte Anwendungen der 
Gerätehersteller sehr zwingend die Nutzung einer Sicherung bestimmten 
Typs und Herstellers vorschreibt.

Der Huntron Tracker (US Kennlinienschreiber) ist so ein Beispiel. Da 
dessen Schaltung bewußt simpel gehalten wurde, uund eine 
Schmelzsicherung im Messkreis liegt : Wir haben es mal mit Sicherungen 
gleicher Absicherungsstromstärke, jedoch anderer Hersteller probiert. 
Prompt war die Meßgenauigkeit nicht mwehr zu erreichen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ja, das Thema scheint mir unterbelichtet und daher diskussionswürdig. 
Muß mir die Datenblätter bei Littelfuse erstmal genau anschauen. Die 
Ohmwerte sind völlig anders als meine aus der Krabbelkiste.

von Flow (Gast)


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> Allenfalls mal maximale und oft auch typische Spannungsabfälle
 > bei Nennstrom.

Sicherungen und Sicherungshalter von Littelfuse und Wickmann ...
www.matronic.de/.../sicherungen_sicherungshalter_littelfuse.html‎
Matronic vertreibt Littelfuse Sicherungen u. Sicherungshalter: 
Glassicherungen, Keramiksicherungen, SMD-Sicherungen, 
Spezialsicherungen, Picofuse, PTC, ...

Alles im Datenblatt angegeben bei "Ordering Information":
nominal resistance cold Ohms und
nominal melting I²t A²sec.

von Erich (Gast)


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Schmelz-Sicherungen haben extrem große Toleranzbereiche.
Das ist normal. Einmal beim Ohmwert.

Aber besonders auch die Auslösezeiten bei Überstrom sehr stark abhängig 
von der Umgebungstemperatur.
Dieselbe Sicherung im geräteinnern auf einem Halter der (warmen) 
Leiterplatte verhält sich viel anders wenn sie in einem 
Gehäuseeinbauhalter in metallischem Gehäuseblech eingebaut ist.
Daher gibt es dann Auslösezeit mit Toleranz "3 bis 270 Sekunden" oder 
sowas.

Gruss

von Tom (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Du hast dir die Arbeit des Diagramms extra für mich gemacht, danke!

Das hat mich auch interessiert (und das PDF war ausnahmsweise 
c&p-freundlich), und ich bin etwas schockiert, ganz so dramatisch hatte 
ich mir Widerstand und Spannungsabfall nicht vorgestellt. Man lernt 
dazu...

von Andrew T. (marsufant)


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Tom schrieb:
> ...und ich bin etwas schockiert, ganz so dramatisch hatte
> ich mir Widerstand und Spannungsabfall nicht vorgestellt.

Tja, mit etwas Überlegung ist doch klar warum das so ist: Da muß Metall 
geschmolzen werden. Sosnt trennt die Sicherung den Stromkreis nicht.

Sowas benötigt Energie und wenn es schnell gehen soll: Ordentlich 
Leistung.

Da der Strom vorgeben ist, bleibt somit als verfügbarer Parameter in der 
Herstellugn nur noc hder Spannungsabfall.
Und der ist dank URI nun mal extrem eng mit dem Widerstand verbändelt 
.-))


> Man lernt
> dazu...

Intensives Selbernachdenken hilft auch oft .-)

von Kai K. (klaas)


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>Hat jemand eine Ahnung wie sich es sich mit dem Widerstand von z.B.
>5x20mm Glasrohr-Sicherungen verhält?

Du findest in vielen Datenblättern nicht den Widerstand, sondern den 
maximalen Spannungsabfall bei Nennstrom. Daraus kannst du natürlich den 
maximalen Widerstand ausrechnen. Der typische Widerstand kann deutlich 
kleiner sein.

In einem alten Datenblatt von Wickmann finde ich folgenden Einträge:

Flink, 100mA, 2V Spannungsabfall max., erlaubt nach IEC127: 3,5V

Mittelträge, 100mA, 470mV Spannungsabfall max., erlaubt nach DIN41571: 
470mV

Träge, 100mA, 1V Spannungsabfall max., erlaubt nach IEC127: 2,5V.

Man beachte die großen Unterschiede...

>Nach einigem Googeln fand ich noch die Bemerkung, eine 63mA Sicherung
>hätte über 100 Ohm. Was ja nicht unwesentlich ist ;-)

Eine flinke Ausführung hat unter 80R, laut IEC127.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Der Maximalwert für die Spannung scheint 50% über dem Nominalwert zu 
liegen.
Aber warum gibt es so große Toleranzen? Der Draht wird ja sicherlich 
extrem genau hergestellt. Liegt das an den Verbindungssystem 
Draht-Kappen? Wird das geschweißt?
Federkraft, Schmelzperle,...

von Andrew T. (marsufant)


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Abdul K. schrieb:
> Der Maximalwert für die Spannung scheint 50% über dem Nominalwert zu
> liegen.

Weil Metall ein PTC Verhalten hat: Je nach Messung bekommst du derartige 
Abweichungen.

Somit die Frage: Wie mißt Du??

> Aber warum gibt es so große Toleranzen?

dito.

> Der Draht wird ja sicherlich
> extrem genau hergestellt.

Nö. Denn schau mal die Tolranzfenster für die Auslösebereiche an, dann 
siehst du schon das es so präzise nicht ist.


>  Liegt das an den Verbindungssystem
> Draht-Kappen? Wird das geschweißt?
> Federkraft, Schmelzperle,...

Hä? wo du wolle?

von Falk B. (falk)


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Was soll denn die ganze Diskussion denn überhaupt hinführen? Bekannt ist 
ja nun, dass Sicherungen sehr toleranzbehaftet und erstaunlich hochohmig 
sind. Wer ein Gerät baut, das auf niedrige Toleranzen und Widerstände 
angewiesen ist, macht was falsch. Punkt.

von Wilhelm F. (Gast)


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Abdul, was hast du eigentlich überhaupt vor? Willst du Sicherungen als 
Widerstände verwenden? ;-)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Dazu gekommen bin ich, weil ich einen Widerstand und eine Sicherung in 
Reihe an 230Vac habe. Der Widerstand muß dann für Netzspannung geeignet 
sein. Die Anwendung erlaubt eine hohe Toleranz des Widerstandswertes. 
Also warum nicht den Widerstand IN der Sicherung mitrealisieren?!

Die Alternative andersherum wäre natürlich ein Sicherungswiderstand.

Naja, und wenn ich erstmal an einem Thema bin, dann will ich es auch 
genau wissen.

von Kai K. (klaas)


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>Aber warum gibt es so große Toleranzen?

Der Draht ist ja oft gewendelt und sieht aus wie eine Feder. Da kommen 
schon einige Toleranzen zustande.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ja. Die mit den Federn scheinen Sicherungen mit mehr Trennvermögen zu 
sein.


Diese ganzen Überlegungen erklären aber nicht, wieso die Abstufung der 
lieferbaren Stromstärken bei diesen Glassicherungen dann so eng ist. Ist 
das dann nicht pure Augenwischerei?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Abdul K. schrieb:
> Ist das dann nicht pure Augenwischerei?
Wenn man sich vor Augen hält, dass eine 1A Sicherung für 10000 Sekunden 
auch fast 2A aushält, dann könnte man glatt zustimmen....
Siehe den Beitrag "Re: Verpolungsschutz für 24V/1A Netzteil"

von Andrew T. (marsufant)


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Falk Brunner schrieb:
> Wer ein Gerät baut, das auf niedrige Toleranzen und Widerstände
> angewiesen ist, macht was falsch. Punkt.

Sorry, aber ich sage es mal direkt: Dies "Punkt-Denken" ist wohl für 
Leute zutreffend deren Vorausdenken beim Schachspiel für genau einen Zug 
reicht.
Denn deine Aussage ist mal wieder ingenieursmäßiges Dampfgeplauder.

Es gibt durchaus Situationen wo ein konkretes Design eine bestimte 
Sicherung mit bestimmten Daten erfordert und diese auch einfordert. Und 
das Gerät wird letztlich durch ein kostengünstiges Design festgelegt.

von Andrew T. (marsufant)


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Abdul K. schrieb:
> Dazu gekommen bin ich, weil ich einen Widerstand und eine Sicherung in
> Reihe an 230Vac habe. Der Widerstand muß dann für Netzspannung geeignet
> sein. Die Anwendung erlaubt eine hohe Toleranz des Widerstandswertes.
> Also warum nicht den Widerstand IN der Sicherung mitrealisieren?!
>

Damit sind wir fast wieder bei meinem Lieblingsbeispiel angekommen, dem 
H-Tracker.

Einfahce antwort auf Deien Frage: Kannst du so machen, kannst d uso 
designen , kannst du miteinbeziehen -- allerdigns engst du dann dne 
"Nutzer" Deienr Anwendugn auf eine bestimmtne Sciehrugnstyp ein.
somit stellt sic hdie Folgefrage: Willst du das, ist das akzeptabel, ist 
das nicht eher kontra?

Etc.

Gutes Design legt halt den Spielraum größer (Falk hat das ja angedeutet, 
und in diesem Teilaspekt durchaus recht), daher haben ca. 99% der Geräte 
diesen "Spielraum".

ABER:

Andere Überlegungen (Kosten, Schaltungsvereinfachung, Betrieb bei 
niedrigen Spannungen etc.) können die "Festschreibung" eines bestimmten 
Sicherungstyps & -Herstellers sinnvoll machen.

it depends,  wie die Anglizisten so schön sagen.

: Bearbeitet durch User
von Kai K. (klaas)


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>Diese ganzen Überlegungen erklären aber nicht, wieso die Abstufung der
>lieferbaren Stromstärken bei diesen Glassicherungen dann so eng ist. Ist
>das dann nicht pure Augenwischerei?

Eine Schmelzsicherung soll nach längerer Überlastung beim 1,5-fachen bis 
2,1-fachen auslösen. Eine 100mA Sicherung also bei 150...210mA und der 
nächste Nachbar, eine eine 125mA Sicherung, bei 187,5...262mA. Die 
Bereiche überlappen sich in der Tat.

Die maximalen Spannungsabfälle der beiden Sicherungen unterscheiden sich 
aber viel geringer, nämlich nur um 12% bei der mittelträgen (470mV zu 
420mV), um 11% bei der trägen (1000mV zu 900mV) und nur 6% bei der 
flinken (2000mV zu 1900mV).

Bei den Schmelzintegralen dieser Sicherungen sieht die Geschichte wieder 
ganz anders aus, da unterschieden sich die Werte zwischen 46% 
(mittelträge) und 92% (flink).

Generell wird die Physik der Schmelzsicherung ziemlich unterschätzt. 
Damit eine Sicherung genau so auslöst wie sie soll, müssen 
Drahtwiderstand, Schmelzpunkt und Wärmekapazität genau aufeinander 
abgestimmt sein. Das geht nur mit hochgezüchteten Speziallegierungen und 
speziellen Wendelungstechniken. Die Schmelzdrähte müssen dann auch noch 
gut an den Sicherungskappen befestigt werden können, dürfen nicht zu 
schwer sein, damit sie nicht "durchhängen" und dürfen auch nicht 
korrodieren.

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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> Generell wird die Physik der Schmelzsicherung ziemlich unterschätzt.

Je nach Belastung kann ein Sichungsdraht kurz glühen und mit der Zeit an 
Querschnitt verlieren oder bei totaler Überlastung explosionsartig 
metallisch verdampfen. Mein extremstes Erlebnis war eine Wichmann 
"tropenfest" 400 mA, die einen 10A-Automaten zum Auslösen gebracht hat. 
Den Sicherungswiderstand sollte man in seine Überlgegungen zwar mit 
einbeziehen. Er kann sich jedoch schnell ändern falls "die Putzfrau" 
eine Sicherung wechselt. Daher würde ich nicht erwarten, daß er immer 
gleich ist!

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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OK. Also bei mir geht das Nutzsignal über die Sicherung und weniger eine 
Stromversorgung. Daher muß ich den schwankenden Widerstand der Sicherung 
sowieso in alle Überlegungen mit einbeziehen.
Einen Widerstand brauche ich wegen der Anpassung auf jeden Fall. Ist nur 
die Frage wo er realisiert ist.

von Erich (Gast)


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Nachdem dieses Thema jetzt so unerwartet neu für viele zu sein scheint, 
füge ich anbei ein Bild der Sicherungsarbeiter dazu.
Gruss

von oszi40 (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Daher muß ich den schwankenden Widerstand der Sicherung
> sowieso in alle Überlegungen mit einbeziehen.
> Einen Widerstand brauche ich wegen der Anpassung auf jeden Fall. Ist nur
> die Frage wo er realisiert ist.

Ganz so einfach wird es in Deinem Fall wohl auch nicht werden, da nicht 
jede 5x20 Sicherung die gleiche Architektur hat. Durchgehender Draht 
oder Feder könnten bei höheren Frequenzen durchaus interessanter werden. 
Meine Lösung des Problems wäre. Einige Tests machen welcher 
Typ/Hersteller geeignet ist und jedem Gerät ein paar 
"Spezialsicherungen" mitgeben. Meist schmilzt Silizium sowieso schneller 
als Deine Sicherung. Dann rufen sie Dich bestimmt an und Du kannst die 
richtigen "Spezialsicherungen" oder sonstigen Teile nachliefern.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Unnötig. Speziell in dieser Schaltung ist die Sicherung nur als 
Notbremse und für die Haftung da. Die Schaltung selbst ist mehr oder 
weniger unzerstörbar.


Aber bleiben wir doch mal allgemein bei diesen Sicherungen.

von Wilhelm F. (Gast)


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Was macht man eigentlich mit einem kleinen Kästchen Sicherungssammlung 
ohne Datenblätter, sagen wir mal z.B. 200 Stück 5x20mm alle möglichen 
Werte von 100mA bis 8A, die sich im Laufe der Zeit auch aus Recycling 
einfanden?

Da kann ich mich doch nur auf die Bezeichnungen wie TT, T, M, F, FF, 
verlassen. Ein völlig unterschiedliches Aussehen haben die auch, manche 
mit Spannfeder drin, andere mit Sand.

von Walter T. (nicolas)


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Erich schrieb:
> Nachdem dieses Thema jetzt so unerwartet neu für viele zu sein scheint,
> füge ich anbei ein Bild der Sicherungsarbeiter dazu.

Sehr schön!

von oszi40 (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Aber bleiben wir doch mal allgemein bei diesen Sicherungen.

> Weiß da jemand mehr? Wie zuverlässig kann man sich
> auf diese Werte dann verlassen?

Ein Pessimist ist ein Optimist, der Erfahrungen gesammelt hat. Am 
Beispiel 400 mA kann ich Dir nur berichten daß das Leben sehr 
verschieden ist.

> manche mit Spannfeder drin, andere mit Sand.
Sand ist zur Löschung des Lichtbogens bei Gleichspannung beliebt

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Allenfalls ist dann eben keine Datenübertragung mehr möglich. Ist das 
pessimistisch genug?

von Kai K. (klaas)


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>Je nach Belastung kann ein Sichungsdraht kurz glühen und mit der Zeit an
>Querschnitt verlieren oder bei totaler Überlastung explosionsartig
>metallisch verdampfen.

Zwei Extreme sollte man vermeiden:

Kurzschluß mit zu wenig Strom. Der Fall tritt leicht ein, wenn man den 
Eigenwiderstand der Sicherung nicht berücksichtigt und dieser zu einer 
unerwünschten Strombegrenzung führt. Dann kann eine Sicherung 
minutenlang wie eine kleine Glühbirne "leuchten".

Kurzschluß mit zu viel Strom: Dann brennt der Sicherungsdraht nicht 
einfach nur durch, sondern die Sicherung explodiert. Eine 
Strombegrenzung auf den 15...20fachen Wert des Nennstroms ist oft 
sinnvoll. Dies kann ein obgligatorischer Kabelwiderstand erreichen oder 
ein zusätzlicher Panzerwiderstand. Letzteren verbaut man oft, um den 
Einschalststrom für Caps oder andere "inrush currents" zu begrenzen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Wilhelm F. schrieb:
> Was macht man eigentlich mit einem kleinen Kästchen Sicherungssammlung
> ohne Datenblätter, sagen wir mal z.B. 200 Stück 5x20mm alle möglichen
> Werte von 100mA bis 8A, die sich im Laufe der Zeit auch aus Recycling
> einfanden?
>
> Da kann ich mich doch nur auf die Bezeichnungen wie TT, T, M, F, FF,
> verlassen. Ein völlig unterschiedliches Aussehen haben die auch, manche
> mit Spannfeder drin, andere mit Sand.

Hört sich nach deutschem Hersteller an und da gab es nur wenige.


Hm. Mach doch eine Auflistung durch Ausmessen. Bei jeder Sicherung 
trägst du die Klasse mit ein (also TT..FF), und welche 
Trennlastfähigkeit (durchgehend, Feder, Sand).

Daraus machen wir ne 3D-Grafik.


Bei Littelfuse steht übrigens, daß ne flinke Sicherung bei 10xStrom 
innerhalb 1ms auslöst. Müßte man mal Gegenrechnen mit der Wärmekapazität 
typischer Halbleitergehäuse. Vielleicht reicht das um ein SOT23 gegen 
Leistungsüberlastung abzusichern?? Stromüberlastung ist natürlich z.B. 
bei MOSFETs ne andere Baustelle, da diese bei dieser Art Überlastung zur 
Konstantstromquelle mutieren...

von oszi40 (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Allenfalls ist dann eben keine Datenübertragung mehr möglich. Ist das
> pessimistisch genug?

Nein, da auch BEI AUSREICHEND Strom des Massedraht wegbrennen könnte.

von Wilhelm F. (Gast)


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Kai Klaas schrieb:

> Kurzschluß mit zu viel Strom: Dann brennt der Sicherungsdraht nicht
> einfach nur durch, sondern die Sicherung explodiert.

Ich habs noch nicht getestet, aber das könnte bei einer einfachen 
Glassicherung und einer gehörigen Induktivität von einigen Henry 
bestimmt auch mit dem Abreißfunken passieren.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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oszi40 schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Allenfalls ist dann eben keine Datenübertragung mehr möglich. Ist das
>> pessimistisch genug?
>
> Nein, da auch BEI AUSREICHEND Strom des Massedraht wegbrennen könnte.

Was meinst du damit?
Ich hafte ja nicht für unbestimmungsgemäßen Gebrauch.

von oszi40 (Gast)


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Abdul K. schrieb:
>> Nein, da auch BEI AUSREICHEND Strom des Massedraht wegbrennen könnte.
> Was meinst du damit?
> Ich hafte ja nicht für unbestimmungsgemäßen Gebrauch.

Ich kenne Deine Schaltung nicht, habe aber schon einige weggebrannte 
Leiterzüge durch Masseprobleme z.B. in Werkhallen erlebt.

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