Я был инженером-электриком в 1950-х годах, часть моей работы была связана с испытаниями и выбором предохранителей. Я недавно выступил на эту тему в своем местном любительском радиоклубе, и что следует из сценария, который я написал для этого выступления. Я думаю, что это имеет отношение к обсуждению здесь.
Предохранитель от перенапряжения должен соответствовать трем областям перегрузки. При коротком замыкании он должен быстро дуть в нормальном режиме. Он также должен дуть для устойчивых токов перегрузки, как F-предохранитель, но он должен выдерживать постоянные кратковременные перегрузки по току - скажем, в десять раз превышающие его номинальные значения - без перегрузки или ухудшения.
Для этого используются три основных метода. Самое простое - увеличить тепловую массу элемента, используя более толстую и, следовательно, более длинную проволоку (чтобы получить достаточное сопротивление нагреву), намотанную на изолирующий сердечник, с тщательным контролем за расстоянием для стабильной работы. Фотографии этого и следующего типа находятся в ответе @Russell McMahon. Я не видел объяснения предохранителя с волнистой проволокой.
Во втором методе используется плавкий элемент, состоящий из трех частей. Первая часть представляет собой проволоку с высокой температурой плавления, которая будет поглощать скачки напряжения, в то же время быстро дуя при экстремальной перегрузке. Это похоже на предохранитель F, работающий намного ниже его номинального значения, поэтому он не защитит от перегрузок, близких к номинальному току. Вторая часть решает эту проблему, обеспечивая защиту от токов, которые ближе к номинальному значению, но недостаточно высоки, чтобы взорвать сам тонкий провод, и состоит из куска материала с более низкой температурой плавления, соединенного последовательно с основным проводом, который нагревает больше медленно, чем провод. Третья часть элемента представляет собой прочную пружину из материала с относительно высоким сопротивлением, помогающую нагреть кусок и быстро растягивать его, когда он плавится. Комбинация комка и пружины, с ее относительно высокой тепловой массой, также позволяет помпажу пройти, но обеспечивает защиту для более длительных, но меньших перегрузок. Существует множество вариаций этой конструкции, и она предоставляет производителям множество параметров для настройки характеристик предохранителей. Время от времени, как на изображении выше, обводной провод через пружину используется для регулировки характеристик предохранителя.
Третий метод использует эффект «М». В 1930-х годах профессор AWMetcalf (отсюда и «M») исследовал явление, когда оловянный сплав, используемый для пайки концов плавкого предохранителя, по-видимому, влиял на время дутья, странным образом сокращая его. Он обнаружил, что пятно (пятно «М») припоя на элементе из серебряной проволоки не влияло на характеристики короткого замыкания, но оно уменьшало время подачи на устойчиво более низкий ток. В этом случае при более низкой температуре проволоки припой диффундирует и сплавляется с серебром, создавая область с высоким сопротивлением в месте, которое будет светиться докрасна, с разрывом проволоки рядом с ним. Это, с подходящим образом выбранными сплавами, дает характеристики, необходимые для плавкого предохранителя.
Вот картина с тремя точечными предохранителями M, и да, на верхнем есть крошечное пятно.
![Более плавкие предохранители]](https://i.stack.imgur.com/NqJ4O.jpg)