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大学物理实验, 2025, 38(3): 83-87     https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2025.03.016
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基于 LTspice 的管状熔断器温升仿真计算
买子桐,李贵安
陕西师范大学 物理学与信息技术学院,陕西 西安 710019
Simulation and Experimental Study on TemperatureRise of Tubular Fuses based on LTspice
MAI Zitong,LI Guian*
School of Physics and lnformation Technology ,Shanxi Normal University , Xi' an 710119 , China
下载:  PDF (1729KB) 
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摘要 

针对管状熔断器温升特性的多介质传热问题,基于热?电类比,构建了包含熔丝焦耳热源、空气层/ 玻璃层导热及自然对流的 LTspice 模型,仿真计算了熔断器熔丝表面、玻璃管内外表面的升温情况。 结果表明,空气层热阻(1 092.41 K/ W)占总热阻的 90.08%,导致其界面温差达 785.29 K,而低热阻玻璃层(0.24 K/ W)仅产生 0.17 K 温降。 利用红外热像仪同步监测系统,测得熔断器表面热平衡温度389 K。 熔断器表面温升曲线与仿真结果趋势一致。 建立的 LTspice 阻网络模型计算高效用于辅助教学,有助于学生理解傅里叶导热定律、牛顿冷却定律及动态热过程分析方法。

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买子桐
李贵安
关键词:  熔断器  LTspice  热阻网络  热?电类比     
Abstract: 

To address the multi-medium heat transfer issue related to the temperature rise charaeteristies oftubular fuses ,a thermal-eleetrieal analogy-based LT'spice model was constructed.This model incorporates thejoule heating source of the fuse element , heat conduction through the air/glass layers, and natural convection.ltwas used to simulate the temperature rise on the surace of the fuse element and the inner and outer sufaees ofthe glass tube,The results show that the thermal resistanee of the air layer ( 1 092.4] K/W) accounts for 90.089 of the total thermal resistance ,resulting in an interfacial temperature diferenee of 785,29 K, while the lowthermal resistanee of the glass layer (0.24 K/W) only causes a temperature drop of 0. 17 K. Using asyuchronized infrared thermal imaging monitoring system, the thermal cquilibrium temperature of the fusesurfaee was measured to be 389 K,The temperature rise curve of the fuse surface aligns well with the simulationresults.The developed [Tspice thermal resistanee network model is computationally elicient and can beelfeetively used in teaching, helping students understand Fourier's law of heat conduetion , Newton's law ofeooling,and the analysis methods of dynamic thermal processes.

Key words:  fuses    LTspice    themal resistance network    thermal-electrical analogy
               出版日期:  2025-06-25      发布日期:  2025-06-25      整期出版日期:  2025-06-25
ZTFLH:  O 551  
基金资助: 

陕西师范大学本科实验教学和教学实验室重点项目(24SYJX06)

引用本文:    
买子桐, 李贵安 . 基于 LTspice 的管状熔断器温升仿真计算 [J]. 大学物理实验, 2025, 38(3): 83-87.
MAI Zitong, LI Guian. Simulation and Experimental Study on TemperatureRise of Tubular Fuses based on LTspice . Physical Experiment of College, 2025, 38(3): 83-87.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2025.03.016  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2025/V38/I3/83
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