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Fusíveis

Física

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Fusíveis são dispositivos de segurança que protegem os circuitos elétricos contra os danos que podem ser causados por uma sobrecarga de corrente elétrica. No interior dos fusíveis, há um fio de chumbo ou estanho de dimensões variadas, feito para suportar um determinado limite de temperatura e, então, derreter, interrompendo o circuito da corrente elétrica.

Veja também: Efeito Joule – o que é, fórmulas e exercícios resolvidos

Para que servem os fusíveis?

A principal finalidade dos fusíveis é tornar um circuito elétrico seguro. Um aumento súbito na intensidade da corrente elétrica que flui através de um circuito elétrico pode causar superaquecimentos, que levam a incêndios, queimaduras etc

Os fusíveis protegem componentes eletrônicos sensíveis de curto-circuitos, que são os casos em que a resistência elétrica de um circuito eletrônico sofre uma brusca redução devido à presença de impurezas como a água, que contém uma grande quantidade de sais minerais.

Os curto-circuitos causam aumentos súbitos na temperatura dos fios e podem causar incêndios.
Os curto-circuitos causam aumentos súbitos na temperatura dos fios e podem causar incêndios.

Os fusíveis também são úteis para proteger os circuitos de sobrecargas. As sobrecargas são oriundas da rede de distribuição de energia elétrica, entretanto, podem acontecer em circuitos elétricos maldimensionados.

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Como funcionam os fusíveis

No interior dos fusíveis, há um fio de chumbo ou estanho, cujas dimensões (área transversal e comprimento) são calculadas para que ele suporte certa corrente elétrica máxima. Caso a corrente elétrica ultrapasse o valor máximo suportado, o fio derrete e o circuito é interrompido, sem que maiores danos sejam causados aos demais componentes conectados.

A escolha do chumbo ou do estanho como material para confecção dos fusíveis não é aleatória — esses metais apresentam baixo ponto de fusão, isto é, derretem em temperaturas não muito elevadas.

O derretimento do fio de chumbo presente no interior dos fusíveis ocorre devido a um fenômeno físico conhecido como efeito Joule. No efeito Joule, a passagem da corrente elétrica faz com que os átomos da rede cristalina do metal fiquem mais agitados. O efeito macroscópico dessa agitação é o aumento da temperatura do fio.

Os fusíveis são dispositivos elétricos de segurança.
Os fusíveis são dispositivos elétricos de segurança.

As dimensões do fio utilizado no interior do fusível afetam a resistência elétrica desse fio, que, por sua vez, é inversamente proporcional à área transversal do fio — quanto mais “grosso” é o fio, menor será a sua resistência, consequentemente, a passagem da corrente elétrica através desse fio dissipará menos calor e o fusível suportará maiores intensidades de corrente elétrica. Esse comportamento é descrito pela 2ª lei de Ohm, confira:

Na fórmula, R corresponde à resistência elétrica do fio de chumbo; ρ, à resistividade do material; l é o comprimento do fio; e A é a área transversal do fio.

Tipos de fusível

Existem diversos tipos de fusíveis com variados intervalos de corrente elétrica. Entretanto, todos desempenham a mesma função — interromper a passagem de corrente elétrica mediante a fusão de um elo condutor.

O modelo mais comum de fusível é conhecido como Diazed. Sua principal aplicação é a segurança de circuitos elétricos residenciais, cujas correntes elétricas variam entre 2 A e 63 A. Esse tipo de fusível apresenta um formato cilíndrico e é facilmente encontrado em um grande número de residências.

Fusível e disjuntor

Assim como os fusíveis, os disjuntores também são dispositivos de segurança.
Assim como os fusíveis, os disjuntores também são dispositivos de segurança.

Fusíveis e disjuntores desempenham funções similares nos circuitos elétricos, entretanto, estes últimos operam de forma um pouco distinta. Enquanto os fusíveis são descartados após a interrupção de uma corrente elétrica, os disjuntores podem continuar operando caso não sofridos danos relacionados ao superaquecimento.

No interior dos disjuntores, há uma lâmina bi-metálica. Esse tipo de lâmina contém dois metais colados e de diferentes coeficientes de dilatação, desse modo, quando há um súbito aumento de temperatura, uma das lâminas dilata mais que a outra, curvando-a e desarmando o circuito.

 

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Fusíveis"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fusiveis.htm. Acesso em 17 de outubro de 2021.

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