Guida Completa per Collegare un Fusibile Lamellare e Proteggere i Tuoi Circuiti Come un Pro!

I fusibili sono dei componenti elettrici di piccole dimensioni messi a protezione dei circuiti e delle apparecchiature elettriche ad essi collegate. Sono un sistema di difesa contro le sovracorrenti ed i cortocircuiti. I fusibili sono caratterizzati da un alto potere di interruzione e quindi lavorano bene nell'interruzione e nella limitazione della corrente. Interrompono la corrente elettrica in un circuito quando essa supera un limite consentito prestabilito, a causa di guasti che causano corto o flussi sovrabbondanti di corrente che possono causare danni ingenti a cose e persone, in particolare agli altri dispositivi presenti nel circuito elettrico.

Grazie ai fusibili, che hanno generalmente un costo contenuto, è possibile quindi salvare elementi che avrebbero invece un costo ben maggiore. Il circuito elettrico può però essere ripristinato solo dopo il rilevamento e la riparazione del guasto che ha determinato l'intervento del fusibile. I fusibili non sono adatti a proteggere tutte le tipologie di circuito come ad esempio i sistemi trifase, inoltre richiedono un certo tempo per ripristinare il circuito. Tuttavia sono componenti economici che funzionano bene come limitatori di corrente e proteggono efficacemente i circuiti elettrici ed i relativi componenti.

Come Funzionano i Fusibili

Il principio fisico sfruttato da questo componente elettrico è l’Effetto Joule, secondo cui il flusso di corrente elettrica produce una quantità di calore che è direttamente proporzionale alla propria intensità. Significa che le sovracorrenti generano calore anche molto elevato e possono fondere i circuiti senza i dovuti accorgimenti di sicurezza. Il filamento del fusibile è progettato in modo tale da potersi fondere proprio in virtù dell’Effetto Joule e lasciare così aperto il circuito elettrico in cui esso è inserito.

Il fusibile dovrebbe lavorare con una corrente continua inferiore al 90% del valore di soglia che lo caratterizza, alla temperatura ambiente di 25°C.

Com'è Fatto un Fusibile

I fusibili sono componenti di piccole dimensioni, costituiti da un involucro a forma di cilindro, fatto in materiale isolante come vetro, ceramica o porcellana, al cui interno è situato un conduttore filiforme. Alle estremità del filamento si trovano i terminali di contatto con il circuito elettrico e attraverso di esso passa la corrente consentita (corrente nominale), quando è al di sotto di un valore limite di sicurezza. In caso di corrente eccedente, la parte filiforme si fonde - da cui il nome di fusibile - ed il circuito elettrico si apre impedendo al flusso elettrico di circolare dato che i terminali di contatto risultano isolati.

L’involucro cilindrico che racchiude il filamento fusibile, è detto cartuccia ed è proprio la cartuccia che viene sostituita quando il componente svolge la sua funzione protettiva e si fonde al passaggio di sovracorrente. Il supporto del fusibile generalmente non viene rimosso e cambiato. La cartuccia in vetro è tipica dei piccoli fusibili e grazie alla trasparenza del vetro è possibile verificare l’integrità del componente.

I nostri fusibili lamellari sono composti da un guscio termoplastico in policarbonato trasparente, nelle varie colorazioni secondo l’amperaggio, mentre il corpo conduttore è composto da una lamina in lega di zinco ricavato in un unico pezzo mediante tranciatura.

Classificazione e Parametri dei Fusibili

La classificazione tipica dei fusibili si basa sulla loro caratteristica di intervenire più o meno rapidamente. Ecco di seguito le 4 tipologie in base alla velocità di intervento:

Fusibili super rapidi (FF): I fusibili ultrarapidi sono meno frequenti e vengono utilizzati per proteggere dispositivi delicati, facili a danneggiarsi, in modo da intervenire prima che si verifichi qualsiasi piccolo danno. Intervengono molto prima dei fusibili rapidi.
Fusibili rapidi (F): Meno veloci, ma pur sempre rapidi, questi componenti sono in grado di proteggere repentinamente i circuiti elettrici. I fusibili rapidi si attivano quasi immediatamente, appena si verifica un sovraccarico di corrente. Esempio: F 1,6A L 250V ad indicare fusibile rapido da 1,6A a 250V.
Fusibili semirapidi (M): Questi fusibili sono noto anche con il nome di fusibili semiritardati, intervengono in tempi e con sollecitazioni che sono una via di mezzo tra i rapidi e i ritardati.
Fusibili ritardati (T): Hanno la peculiarità di intervenire con un breve ritardo, utilizzati ad esempio in presenza di trasformatori, per non aprire il circuito ad ogni accensione. I modelli ritardati intervengono in presenza di un sovraccarico conseguente ad un guasto. Esempio: T 315mA L 250V ad indicare fusibile ritardato da 315 mA a 250 V.

Dimensionamento dei Fusibili: Parametri Fondamentali

I fusibili sono caratterizzati da parametri che determinano le loro prestazioni come ad esempio: corrente nominale in Ampere, tensione nominale in Volt, velocità d’intervento, potere di apertura in Ampere. Di seguito la descrizione dei principali fattori che contraddistinguono i fusibili:

Corrente nominale (In): É il valore limite di corrente oltre cui il fusibile si fonde per impedire il passaggio di corrente. In altre parole, rappresenta la corrente che può scorrere nel fusibile continuativamente senza causare la fusione del filamento.
Tensione nominale (Un): Rappresenta il limite massimo di tensione che può sussistere ai capi del fusibile, quando il filamento si fonde. La tensione nominale generalmente è maggiore rispetto a quella di alimentazione. Entro questo valore, il fusibile è in grado di interrompere un flusso sovraelevato di corrente.
Potere di Interruzione: È il valore massimo di corrente che un fusibile può interrompere quando si trova alla tensione nominale.
Potere di apertura del fusibile: Indica il valore limite di corrente oltre cui il fusibile può far passare la corrente anche se fuso, poichè dà luogo ad un arco elettrico. Per impedire che questo avvenga, esistono dei fusibili che contengono materiale polveroso in grado di spegnere l’arco. Il potere di apertura è dell’ordine delle centinaia o migliaia di Ampere.

Sostituzione e Identificazione dei Fusibili

Quando i fusibili fanno ciò per cui sono progettati e si fondono, devono essere sostituiti. L’operazione va fatta con attenzione rispettando le norme di sicurezza, ovvero a corrente staccata e utilizzando lo stesso tipo di fusibile presente in origine. È inoltre fondamentale comprendere il motivo che è stato causa dell’intervento del componente, per evitare che il problema si ripresenti e che possa scaturire un incendio.

È importante anche considerare la temperatura ambiente a cui lavora il fusibile (che deve essere di 25 gradi) perchè per temperature superiori potrebbe non funzionare come ci si aspetta in caso di sovracorrente.

Proprio per l’ampia gamma di fusibili presenti in commercio, non è remota la possibilità di scegliere quello sbagliato. Il modo migliore per fare le cose correttamente è aver ben presente come vengono catalogati i fusibili e come devono essere dimensionati. Il fusibile da cambiare deve essere sempre della stessa dimensione, dello stesso colore e dello stesso valore, di quello che si è bruciato. Generalmente valore e colore coincidono. Le case costruttrici di automobili o di altre apparecchiature dotate di fusibili, riportano nei propri datasheet le tabelle dei colori-valori dei fusibili che impiegano.

Codice Colore dei Fusibili

Ogni fusibile è caratterizzato da una corrente nominale misurata in Ampere che rappresenta la massima corrente tollerata al di sopra della quale il fusibile interviene, aprendo il circuito elettrico in cui esso è inserito. Esistono fusibili in grado di sopportare correnti di poche Ampere e altri tipi di fusibili che invece lavorano con oltre mille Ampere. La soglia di corrente che caratterizza ciascun fusibile può essere identificata in base ad un codice colorimetrico. Nel listato seguente è riportato il codice generale dei colori attribuiti ai fusibili tramite 1 punto; consultare questa tipologia di listati è importante se si desidera sostituire un fusibile, in quanto è necessario utilizzarne uno uguale a quello che si è rotto:

Salmone o rosa: 50 mA (milli Ampere)
Nero: 60 mA (ossia 0,06 A)
Grigio: 100 mA (ossia 0,1 A)
Rosso: 150 mA (ossia 0,15 A)
Marrone: 250 mA (ossia 0,25 A)
Giallo: 500 mA (ossia 0,50 A)
Verde: 750 mA (ossia 0,75 A)
Blu: 1 A
Azzurro: 1.5 A

Per fare un esempio, nell’automobile per convenzione i sensori di parcheggio hanno un valore nominale di 5A e sono di colore arancio; le luci hanno invece colore rosso e la soglia è più elevata (10A). Quarta striscia Blu = Fusibile Tipo Ritardato.

Anche in questo caso, la consultazione dei listati permette di sostituire un fusibile danneggiato con uno equivalente. I numeri indicati sui fusibili rappresentano la soglia in Ampere. Per sostituire un fusibile, è necessario utilizzare lo stesso colore e lo stesso valore.

Leggi anche: Parquet danneggiato: soluzioni

Come controllare facilmente i fusibili per auto

Applicazioni e Consigli per il Collegamento

I fusibili sono dei componenti molto diffusi e si possono trovare in particolar modo all’interno delle automobili per le più svariate funzionalità (clacson, fari, accendisigari, luci, tergicristalli, sensori, radio, air-bag, ecc.). Si trovano anche nelle lampadine e in altre apparecchiature elettriche come ad esempio i telecomandi. Normalmente i fusibili vengono installati all’interno del sistema elettrico del mezzo, nella fattispecie vengono posizionati tra la batteria e i vari dispositivi elettrici connessi.

In base alla loro posizione, è già possibile comprendere il ruolo che gli appartiene e che non può essere rimpiazzato da altri elementi. In pratica, i fusibili rendono possibile la creazione di una connessione elettrica tra una fonte di energia e un qualsiasi dispositivo, cosa che consente a questo di funzionare correttamente.

Collegamento di Fusibili in Sistemi Solari Fotovoltaici

Quando si collega un sistema fotovoltaico solare, l'approccio più ideale per aggiungere sicurezza è utilizzare fusibili MC4 o interruttori automatici solari. L'uso corretto di fusibili e interruttori automatici è fondamentale per la sicurezza. Questi dispositivi proteggono i cablaggi dal surriscaldamento eccessivo e impediscono che tutti i dispositivi collegati al sistema prendano fuoco o si danneggino in caso di cortocircuito.

Un buon esempio è una batteria al piombo da 12 V. Se si verifica un cortocircuito nell'inverter AC/DC, un fusibile interposto tra quest'ultimo e la batteria impedirà una possibile esplosione della batteria e interromperà il circuito abbastanza rapidamente da evitare che i cavi prendano fuoco o si surriscaldino pericolosamente. In questa situazione, la batteria, i cavi e l'inverter AC/DC saranno disabilitati in modo sicuro dal fusibile. Sebbene non siano indispensabili per il corretto funzionamento del sistema, consigliamo sempre di utilizzare fusibili o interruttori automatici per motivi di sicurezza.

Suggeriamo di installare fusibili o interruttori automatici in tre punti diversi:

Tra il regolatore di carica e il banco batterie.
Tra il regolatore di carica e i pannelli solari.
Tra il banco batterie e l'inverter.

Calcolo del Fusibile tra Regolatore di Carica e Banco Batterie

Per determinare la dimensione del fusibile necessaria tra il regolatore di carica e il banco batterie, è sufficiente che corrisponda all'amperaggio nominale del regolatore di carica.

Calcolo del Fusibile tra Pannelli Solari e Regolatore di Carica

Il secondo fusibile tra i pannelli solari e il regolatore di carica è un componente da calcolare in modo leggermente diverso. La sua capacità dipende dal numero di pannelli solari e dal modo in cui sono collegati (in serie, in parallelo o in serie/parallelo).

Pannelli in serie: Se i pannelli sono collegati in serie, la tensione di ciascun pannello si somma, mentre l'amperaggio rimane costante. Ad esempio, se si hanno quattro pannelli da 100 W collegati in serie, ciascuno con una tensione di 20 volt e una corrente di 5 ampere, la potenza totale in uscita sarà di 80 volt e 5 ampere. Si moltiplica quindi l'amperaggio totale per un fattore di sicurezza del 25% (5 A x 1,25), ottenendo un valore nominale del fusibile di 6,25 A o 10 A arrotondando per eccesso.
Pannelli in parallelo: Se si ha un collegamento in parallelo, in cui l'amperaggio dei pannelli si somma ma la tensione rimane costante, è necessario sommare l'amperaggio di ciascun pannello e poi aggiungere un fattore di sicurezza del 25% per calcolare la capacità del fusibile. Ad esempio, se avessimo quattro pannelli da 100 W collegati in parallelo, ogni pannello produce circa 5 Ampere, quindi useremmo questa equazione (4 * 5 * 1,25) = 28,75 Ampere, quindi in questo caso raccomanderemmo un fusibile da 30 Ampere.

I pannelli solari commerciali con una potenza superiore a 50 watt hanno cavi da 10 gauge e possono gestire correnti fino a 30 ampere. Se questi pannelli sono collegati in serie, la corrente non aumenta, quindi la stringa non necessita di fusibili. Quando i pannelli sono collegati in parallelo, la situazione è diversa, perché in questo caso le correnti del sistema si sommano. Ad esempio, se si hanno 4 pannelli, ognuno dei quali può fornire fino a 15 A di corrente, un cortocircuito in un pannello causerà il flusso di tutte le 60 A di corrente verso il pannello in cortocircuito. Ciò farà sì che i cavi che portano al pannello superino di gran lunga i 30 ampere, con il rischio che la coppia di cavi prenda fuoco. Se si tratta di pannelli collegati in parallelo, ogni pannello necessita di un fusibile da 30 ampere. Se il pannello ha una potenza inferiore a 50 watt e si utilizza solo un cavo da 12 gauge, è necessario un fusibile da 20 ampere.

Calcolo del Fusibile tra Banco Batterie e Inverter

L'ultimo fusibile che suggeriamo di installare nel sistema è quello di un inverter. Il cablaggio e la protezione con fusibili dalla batteria all'inverter AC/DC sono fondamentali, poiché è qui che può fluire la corrente massima. Questo fusibile si trova tra l'inverter e il banco batterie. La dimensione del fusibile è solitamente indicata nel manuale e la maggior parte degli inverter ha fusibili/interruttori automatici integrati sia sul lato di ingresso che su quello di uscita (AC).

La regola generale che utilizziamo è "Potenza continua in Watt / Tensione della batteria moltiplicata per 1,25". Ad esempio, un tipico inverter da 1000 W a 12 V assorbe circa 83 ampere in continuo, a cui aggiungiamo un fattore di sicurezza del 25%, arrivando a 105 ampere. Pertanto, suggeriamo un fusibile da 150 A.

Questa è una breve introduzione e un riepilogo sulla protezione del sistema con fusibili. Ci sono altri aspetti importanti come la dimensione/lunghezza del cavo e i tipi di fusibili/interruttori. Se ti prendi il tempo necessario e utilizzi la giusta combinazione di componenti certificati, il sistema dovrebbe funzionare bene e dormirai sonni più tranquilli sapendo di averlo progettato per essere sicuro e affidabile.

Corretto Orientamento dei "Rubacorrente"

Occhio all'orientamento dei rubacorrente, devi fare in modo che la corrente attraversi il fusibile. Se sbagli senso la corrente arriva ugualmente al cavo ma il relativo fusibile viene bypassato. Vanno invece orientati in modo che la corrente li attraversi, facendo fare il proprio dovere al fusibile. Ovvero la corrente deve "scorrere" dal contatto "vivo" verso quello dell'utilizzatore (dashcam o altro), e con ciò deve "attraversare" il fusibile.

Lo zoccolo dove si infila un fusibile ha sempre un polo dove c'è corrente, ed uno no; il fusibile fa da "cavallo". Se ti attacchi dal lato giusto sei protetto dal fusibile, se giri il rubacorrente dal lato sbagliato non sei protetto dal fusibile, pur funzionando ugualmente. Se hai voglia di fare sta prova, ti basta montarlo al contrario e non inserire il fusibile originale nel secondo slot.

Norme CEI per i Fusibili

I fusibili sono oggetto di Norme CEI del Comitato Tecnico 32, in particolare della CEI EN 60269-1 (CEI 32-1) che tratta delle prescrizioni generali, la CEI EN 60269-2 (CEI 32-4) che parla dei fusibili ad uso industriale, la CEI EN 60269-3 (CEI 32-5) che regolamenta l’uso di fusibili in ambito domestico e similare, la CEI EN 60269-4 (CEI 32-7) inerente i dispositivi a semiconduttori, la CEI EN 61459 (CEI 32-15) che riguarda il coordinamento tra fusibili e avviatori, la CEI 32-16 che riguarda l’impiego dei fusibili per avviatori e motori, la CEI 32-18 che regolamenta le applicazioni dei fusibili a bassa tensione.

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