I²t предохранителя (интеграл Джоуля)

Номинальный ток предохранителя говорит, сколько он выдержит долго, но ничего не говорит о коротком импульсе. Для импульсов в даташите есть другая величина — I²t в ампер-квадрат-секундах. По ней проверяют, переживёт ли вставка пусковой ток и сгорит ли раньше дорожки.

Обновлено 1 ноября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Почему ток мало что говорит
Значения в даташите
Как пользоваться

I²t (интеграл Джоуля) — интеграл квадрата тока по времени, ∫i²dt, в ампер-квадрат-секундах. Умноженный на сопротивление, он даёт тепло, выделившееся в проводнике. Для предохранителя важен I²t плавления (melting I²t): сколько нужно, чтобы вставка расплавилась. После плавления какое-то время горит дуга, и полный I²t отключения больше I²t плавления; время до появления дуги называют pre-arcing time.

Почему ток мало что говорит

Номинальный ток определяет долгую работу: SF-1206F при 100 % номинала не перегорает минимум 4 часа (Bourns SF-1206F, Clearing Time Characteristics). Но при коротком импульсе вставка не успевает отвести тепло, и всё решает энергия. Для таких импульсов I²t почти постоянен, поэтому его удобно сравнивать с импульсом. Для импульсов длиннее нескольких миллисекунд Bourns даёт график «I²t от времени»: с ростом длительности часть тепла уходит, и I²t плавления растёт.

Значения в даташите

Bourns указывает типичный I²t плавления, рассчитанный при десятикратном номинальном токе:

Номинал, А	SF-1206F (быстрый), А²·с	SF-1206S (инерционный), А²·с
0,5	0,011	0,030
1	0,034	0,098
2	0,181	0,339
3	0,501	0,933
5	0,966	2,533
7	3,25	5,684

Данные — даташиты SF-1206F и SF-1206S, Electrical Characteristics. По I²t видно, сколько продержится вставка: SF-1206F на 1 А при токе 10 А расплавится примерно за 0,034 / 10² ≈ 0,34 мс (свой расчёт). Инерционная вставка того же номинала выдерживает больший I²t — в этом и состоит её задержка. По нашему расчёту для номиналов из таблицы разница составляет от 1,75 раза (7 А) до 2,9 раза (1 А); по всей серии, включая промежуточные номиналы, отношение опускается до 1,6 раза (4 А).

Как пользоваться

Пусковой ток. I²t броска тока при включении должен быть заметно меньше I²t плавления вставки. Для заряда конденсатора C до U через сопротивление R: I²t = U²·C/(2R). Для 12 В, 100 мкФ и 0,5 Ом получается 144 · 10⁻⁴ / 1 ≈ 0,014 А²·с (свой расчёт) — для SF-1206F на 1 А это уже около 40 % его I²t, и при регулярных включениях стоит взять вставку побольше или инерционную.
Защищаемая цепь. Дорожки, провода и полупроводники тоже имеют предельный I²t. Цепь должна выдерживать больше, чем полный I²t отключения вставки, иначе сгорит она, а не предохранитель — см. «Почему сгорает дорожка, а предохранитель цел» и ток плавления проводника.
Отключение. I²t ничего не говорит о том, сможет ли вставка разорвать ток короткого замыкания: это задаёт отключающая способность. У SF-1206F она 50 А при 63 или 32 В постоянного тока, поэтому для сети такие вставки не годятся.

Подробнее о защите цепей питания — в статье «Защита входа питания».

Частые вопросы

Что означает I²t в даташите предохранителя?

Это интеграл квадрата тока по времени, при котором вставка успевает расплавиться, в А²·с. Для коротких импульсов он почти не зависит от формы тока: вставка не успевает отдать тепло, и плавится, когда в неё вложена определённая энергия на единицу сопротивления. Bourns приводит I²t плавления, рассчитанный при десятикратном номинальном токе, и график зависимости I²t от времени для более длинных импульсов.

Как проверить, что предохранитель выдержит пусковой ток?

Посчитать I²t импульса и сравнить с I²t плавления по графику для той же длительности. Для заряда конденсатора C до напряжения U через сопротивление R импульс даёт I²t = U²·C/(2R): 12 В, 100 мкФ и 0,5 Ом — около 0,014 А²·с. Это меньше 0,034 А²·с у SF-1206F на 1 А, но запас невелик, а импульсы повторяются при каждом включении — запас выбирают по рекомендациям производителя вставки.

Почему дорожка сгорает раньше предохранителя?

Потому что у дорожки или тонкого провода свой допустимый I²t, и он может оказаться меньше, чем у вставки. Если предохранитель на 5 А с I²t около 1 А²·с защищает тонкую дорожку, при коротком замыкании первой перегорит дорожка. Защищаемая цепь должна выдерживать больший I²t, чем полный I²t отключения вставки.

Источники

Bourns. SinglFuse SF-1206F Series — Fast Acting Surface Mount Fuses (Rev. J 04/21) — Electrical Characteristics: типичный I²t плавления, рассчитанный при 10-кратном номинальном токе: 0,5 А — 0,011 А²·с, 0,8 А — 0,031, 1 А — 0,034, 1,25 А — 0,062, 1,5 А — 0,144, 2 А — 0,181, 2,5 А — 0,351, 3 А — 0,501, 4 А — 0,954, 5 А — 0,966, 7 А — 3,25 А²·с; номинальное напряжение 63 В пост. (до 2 А) и 32 В пост. (от 2,5 А), отключающая способность 50 А; графики Average Pre-Arcing Time vs. Current и Average I²t vs. t
Bourns. SinglFuse SF-1206S Series — Slow Blow Surface Mount Fuses (Rev. J 04/21) — Electrical Characteristics: I²t плавления при 10-кратном номинальном токе: 0,5 А — 0,030 А²·с, 1 А — 0,098, 2 А — 0,339, 3 А — 0,933, 5 А — 2,533, 7 А — 5,684 А²·с; те же графики времени до дуги и I²t от времени

Нашли ошибку?