Ochrana obvodů

Ochrana obvodů se týká strategií a komponent používaných k ochraně elektrických systémů před poškozením způsobeným abnormálními podmínkami, jako jsou zkraty, nadproud, přepětí nebo přehřátí. Chráněný obvod je navržen tak, aby bezpečně odpojil nebo odvedl nebezpečnou elektrickou energii dříve, než by mohla poškodit součástky, kabeláž nebo uživatele. Bez vhodné ochrany mohou poruchy způsobit selhání zařízení, nebezpečí požáru nebo dokonce úraz elektrickým proudem, zejména v citlivé elektronické a aplikacích řízení motorů.

Dva nejpoužívanější ochranné přístroje jsou pojistky a jističe. Pojistka obsahuje kovový drát, který se roztaví, pokud proud překročí určitou prahovou hodnotu, čímž trvale přeruší obvod a zabrání dalšímu poškození. Pojistky jsou jednoduché a cenově dostupné, po přepálení je však nutné provést jejich výměnu. Jističe jsou naopak mechanické spínače, které detekují nadproud a provedou vypnutí odpojením napájení bez nutnosti výměny. Po odstranění poruchy lze jističe odblokovat. Vypínače zemních poruchových proudů (GFCI) jsou specializované typy jističů používané k ochraně osob před úrazem elektrickým proudem. Tyto prvky monitorují proudovou rovnováhu mezi živým a nulovým vodičem a ihned vypnou při detekci zemního proudu, který bývá způsobený poškozenou izolací nebo kontaktem s vodou.

V moderních elektronických systémech jsou stále důležitější polovodičové ochrany. Součásti jako varistory – zejména metaloxidové (MOV) – a potlačovače přechodových napětí (TVS) jsou navrženy tak, aby reagovaly na napěťové špičky nebo přechodové jevy způsobené induktivními zátěžemi, údery blesku nebo statickými výboji. Tato zařízení mohou absorbovat nebo odvádět přebytečnou energii a chránit tak citlivé polovodičové součástky proti poškození. Jiné prvky, jako jsou tepelné ochrany (pojistky), odpojují obvody při nadměrném nárůstu provozních teplot, zatímco trubicové ochrany trubice naplněné plynem (GDT) chrání proti přepětím s vysokou energií, zejména v komunikačních nebo nízkonapěťových elektrických vedeních.