JP2000505280A - 可変回路保護素子をそなえた電気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 非線形抵抗性温度応答要素（14）及び第１及び第２の電極（16,18）から成り、第１の電極（16）から第２の電極（18）まで抵抗性要素（14）を通って第１の電流（ｉ_l）が流れるような形で第ｌの電源（20）に接続可能である第１の電気素子（12）を含んで成る電気アセンブリ（10）。第２の電気回路（24）が、非線形抵抗性要素（14）に印加された時点で要素（14）を第１の抵抗状態から第２の抵抗状態へと変化させる第２の電流（ｉ₂）を、非線形抵抗性要素（14）の局所化された部分の中に導入することができるように、電気素子(12)と電気的に接触状態にある。

Description

【発明の詳細な説明】 可変回路保護素子をそなえた電気装置 関連出願に対するクロス・リファレンス 本出願は、1996年６月18日付で提出された米国仮出願第60／020,227号の恩典 を請求するものである。 技術的分野 本発明は、一般に、非線形抵抗性温度応答性材料から成る可変回路保護素子に 関する。特定的には、制御回路が素子の中に第２の電流を導入し、それを第１の 抵抗状態から第２の抵抗状態まで変化させる。 発明の背景 数多くの導電性材料の抵抗率が温度と共に変化するというのは周知の事実であ る。例えば、正温度係数（「PTC」）を有する導電性材料の抵抗率は、材料の温 度が上昇するにつれて非線形速度で増大し、一方、負温度係数（「NTC」）の導 電性材料の抵抗率は、材料の温度が上昇するにつれて非線形速度で減少する。 中に導電性充てん材を分散させることによって導電性をもたされた数多くの結 晶性重合体は、PTC効果を示す。これらの重合体は一般に、ポリエチレン、ポリ プロピレン及びエチレン／プロピレン共重合体といったようなポリオレフィンを 含む。或る一定の値すなわち臨界温度又はトリップ温度より低い温度では、重合 体は、比較的低い一定な抵抗率を示す。しかしながら、重合体の温度がこの点を 超えて上昇するにつれて、重合体の抵抗率は急激に増大する。 従来は、回路の電気部品に対する過電流保護を提供するため、電気回路保護素 子の中では重合体PTC材料が使用されてきた。電気回路内の正規の作動条件下で は、PTC素子内には比較的わずかな電流しか流れない。従って、素子の（内部I²R 加熱に起因する）温度は臨界又はトリップ温度より低いものにとどまっている。 回路中の抵抗負荷が短絡するか又は回路が電力サージを経験した場合、PTC素子 内を流れる電流は大幅に増大し、素子の（内部I²R加熱に起因する）温度はその 臨界温度まで急速に上昇する。その結果、PTC素子の抵抗は大幅に増大し、回路 内の電流の流れをその初期値の数分の１にまで有効に制限する。この無視できる 電流値は、PTC素子を新たな高温高抵抗平衡状態に維持するのに充分なものであ り、回路の電気部品に損傷を与えるものではない。PTC素子は、周囲温度の上昇 の結果としても高抵抗状態へと変化することになる。 PTC素子は、（例えば回路内の電流を切断し短絡（又は電力サージ）の原因と なる条件を除去することによってか、又は周囲温度を低下させることによって） 素子がその臨界温度より低い温度まで冷却するまで、その高抵抗状態にとどまる ことになる。従って、その結果、リセット可能な電気回路保護素子が得られる。 周囲温度を人工的に上昇させかくして素子の応答時間を短縮することによって 、PTC素子の応答時間（すなわちPTC素子がその正規の比較的低い抵抗の状態から その高抵抗高温状態まで変化するのにかかる時間）に影響を及ぼそうという試み がこれまでになされてきた。一般に、これらの試みには、PTC素子に第２の電気 部品を熱的に結合させることが含まれていた。これらの先行する試みの例は、米 国特許第4,101,862号、4,450,496号、4,780,598号、5,064,997号、5,089,688号 及び5,148,005号の中で開示されている。 発明の概要 私は今、非線形抵抗性温度応答性材料を含む電気素子の応答時間が、材料の局 所化された領域内に第２の電流を導入しこの材料を第１の抵抗状態から第２の抵 抗状態まで変化させることによって正確に制御できるものであるということを発 見した。PTC素子の場合、材料は、正常に作動する低い抵抗状態から高い抵抗状 態へと変化する。 私はまた、故障条件に対するPTC素子の感応性（感度）が、素子内に第２の電 流を導入することによっても変動しうるということも発見した。この第２の電流 及び主電流は、素子を、PTC素子の臨界点により近いものである新たな平衡点に 保つ。かくしてPTC素子は、電流又は温度のわずかな変動にも応答することにな る。 従って、第１の形態において、本発明は、 （ａ）非線形抵抗性温度応答要素及び第１及び第２の電極から成り、第１の電 極から第２の電極まで抵抗性要素を通って第１の電流が流れるような形で第１の 電源に接続可能である第１の電気素子、 （ｂ）非線形抵抗性要素に印加された時点で要素を第１の抵抗状態から第２の 抵抗状態へと変化させる第２の電流を、非線形抵抗性要素の局所化された部分の 中に導入することができるように、電気素子と電気的に接触状態にある第２の回 路、 を含んで成る電気アセンブリを提供する。 本発明の第２の形態に従うと、電気アセンブリは、 （ａ）PTC挙動を示す導電性重合体組成物及び第１の電源に接続された時点で 第１の電流が導電性重合体PTC組成物を通って流れるようにする２つの電極を含 んで成る、抵抗負荷及び第１の電源と直列になっている回路保護素子、及び （ｂ）PTC組成物を低い抵抗状態から高い抵抗状態へと変化させ る第２の電流を導電性重合体PTC組成物の中へ導入できるように、 素子と電気的に接触した状態にある制御回路、 を含む。 本発明のその他の利点及び形態は、以下の図面の説明及び本発明の詳細な説明 を読むことにより明らかになることだろう。 図面の簡単な説明 本発明を理解できるようにするため、ここで添付図面を参照しながら本発明に ついて記述する。なお図面中、 図１は、本発明の電気アセンブリの好ましい実施形態に従った概略図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に従った、図１に例示されている非線形抵抗 性温度応答要素の分解図である。 図３は、本発明の第２の実施形態に従った、図１に例示されている非線形抵抗 性温度応答要素の分解図である。 図４は、本発明の第３の実施形態に従った、図１に例示されている非線形抵抗 性温度応答要素の分解図である。 図５は、本発明の第４の実施形態に従った、図１に例示されている非線形抵抗 性温度応答要素の分解図である。 図６は、本発明の第５の実施形態に従った、図１に例示されている非線形抵抗 性温度応答要素の分解図である。 図７は、本発明に従った電気アセンブリの電力／温度の関係のグラフ表示であ る。 好ましい実施形態の詳細な説明 本発明は、数多くの異なる形で実施することが可能であるが、図面に示されこ こで詳述していくのは、本発明の好ましい実施形態で ある。従って当該開示は本発明の原理を例示するものとみなすべきであり、本発 明の広範な形態を例示された実施形態に制限する意図をもたないものであること を理解されたい。 全体として10という参照番号で呼称されている本発明の第１の実施形態の電気 装置は、図１に示されている。電気装置10は、非線形抵抗性温度応答要素14、及 び第１及び第２の主電極16，18から成る第１の電気素子12を含んで成る。この素 子12は、第１の電源20及び抵抗負荷22と直列に接続されている。従って、第１の 電流ｉ₁は、第１の電極16から第２の電極18まで要素14の中を流れる。 第２の電流ｉ₂が非線形抵抗性温度応答要素14の局所化された部分の中に導入 されるような形で、電気素子12に第２の電気回路24が電気的に接続されている。 第２の電流の値は、それが要素14に印加された時点で、第２の電流により要素14 が第１の抵抗状態から第２の抵抗状態まで変化することになるような形で、予め 決定することができる。図１に例示されている好ましい実施形態においては、第 ２の電気回路には、可変電源26及びスイッチ28が含まれている。従って、非線形 抵抗性温度応答要素14内への第２の電流の量及びその導入を制御することが可能 である。 好ましい実施形態においては、非線形抵抗性温度応答要素14は、PTC挙動を示 す導電性重合体組成物で構成されている。しかしながら、非線形抵抗性温度応答 要素がNTC挙動を示す組成物を含んでいてもよいということを理解すべきである 。 重合体PTC要素の場合、組成物は好ましくは、中に分散した導電性粒子をもつ 結晶性重合体を含むことになる。一般に、重合体はポリエチレン、ポリプロピレ ン、ポリエチレン共重合体及びエチレン／プロピレン共重合体から成るグループ の中から選択されたポリオレフィンを含むことになる。好ましくは、導電性粒子 はカーボンブ ラックを含んで成る。 本発明で使用するための適切なPTC組成物及びPTC要素は、米国特許出願第08／ 437,966号（1995年５月10日出願）及び08／614,038号（1996年３月12日出願）及 び米国特許第4,237,441号、4,689,475号及び4,800,253号の中で開示されている 。これらの出願及び特許は、本明細書に特定的に参考として内含される。 図２−６は、PTC素子12のさまざまな好ましい実施形態を例示している。図２ −３では、素子12は、PTC要素14により分離された第１（16）及び第２（18）の 電極を有する。第２の回路は、PTC要素14の上面に対し正の電気接続30を、又PTC 要素の底面に対し負の電気接続32を行なう。正及び負の接続30，32は、導電性材 料でPTC要素14をメッキすることを含む従来の任意の終端方法で行なうことがで きる。PTC要素14の中心部分34は、局所化された領域内でPTC要素の電力／温度の 関係を変えるように除去することができる。特に図３では、第２の電流（破線で 表わされている）は、PTC要素14の小さな局所化された領域内に集中した状態と なる。その結果、小さな領域の中に多量の熱が発生し、PTC要素14の応答時間（ すなわち、それが正規の低い抵抗状態から高抵抗高温状態へと切換わるのにかか る時間）を短縮し、これをより正確に制御することが可能になる。 図４〜６は、PTC素子12の付加的な実施形態を例示している。第２の回路の各 電気接続部の間の電流経路の断面積及び長さといったPTC要素14の物理的パラメ ータを変動させることにより、PTC要素14の応答時間を変化させることもできる ということがわかった。例えば、正及び負の各接続部30，32の間の断面積を増大 させ、各接続部30，32間の電流経路を短縮させることにより、PTC要素14の局所 化された部分を急速に加熱し、かくして素子12を通しての電流の流 れを有効に制限することができる。 図２−６に例示した実施形態では、第１の電流は、角度θ₁で非線形抵抗性要 素14の中を流れ、第２の電流は、角度θ₂で非線形抵抗性要素の中を流れる。好 ましい実施形態では、第１及び第２の電流の流れは、θ₁がθ₂に等しくならない ようなものである。より好ましい実施形態においては、第２の電流は第１の電流 の流れに対し90°の角度で、要素14の中を流れることになる。 本発明の電気アセンブリは、さまざまな利用分野を有する可能性がある。まず 第１に、正規の作動条件下でPTC素子の中を流れることになる第１の電流に比べ 比較的大きいものである第２の電流を導入するべく、第２の回路を配置すること ができる。その結果、第２の電流がPTC素子に印加された時点で直ちに、素子がI² R熱を発生する速度は、PTC素子が熱をその周囲に失なうことのできる速度を上 回る。かくして、PTC素子の温度及び抵抗は急速に上昇することになる。PTC素子 の新しい高抵抗状態は、素子を通る第１の電流及び第２の電流の両方の流れを有 効に制限する。充分に大きい第２の電流を予め定めることにより、ほぼ瞬間的に 素子を通る電流の流れを制限することができる。 もう１つの利用分野では、或る与えられた環境内で存在することがわかってい る故障条件に対するPTC素子の感度を変更することができる。例えば、図７を参 照すると、第１の電気回路は、抵抗負荷及び第１の電源と電気的に直列接続され たPTC素子を含んで成る。この回路は、電流ｉ_nがPTC素子の中を流れる正規の作 動条件を有する。この時点で、素子は、正規の作動温度Ｔ_n及び正規の作動抵抗 Ｒ_nをもつ。回路の正規の作動条件中、I²R加熱によりPTC素子が熱を発生する速 度と素子から熱が失なわれる速度の間には安定した平衡が存在する。 PTC素子は、回路内に故障条件（例えば電力ージ、短絡、周囲温度の上昇）が 導入された場合に、素子がI²R加熱により熱を発生する速度と素子から熱が失な われる速度の間の安定した平衡が不安定となるまで、PTC素子の中を流れる電流 がｉ_nから増大し、PTC素子の温度がＴ_nから上昇するような電力／温度関係をも つ。この不安定な時点でPTC素子内を流れる電流はｉ_critであり、PTC素子は臨界 温度Ｔ_crit及び臨界抵抗Ｒ_critをもつ。 この時点で、回路内に導入された故障条件が続行し、PTC素子内を流れる電流 がｉ_critより大きい点まで増大した場合（又はPTC素子の温度がＴ_critより大き い点まで上昇した場合）、I²R加熱により素子が熱を生成する速度は、熱が素子 から失なわれうる速度を上回ることになる。従って、高温高抵抗の安定平衡点に 達するまで、PTC素子の温度及び抵抗は急速に上昇し、回路電流は低下すること になる。この新しい安定した平衡点において、PTC素子がI²R加熱により熱を発生 する速度はPTC素子から熱が失なわれうる速度に等しくなり、素子は抵抗Ｒ_high 及び温度Ｔ_highを有する。PTC素子の高い抵抗に起因して、電流は、正規の作動 電流の数分の１である新しい値ｉ_limitまで制限される。 第２の電源が、PTC素子内に第２の電流ｉ_secを導入できるような形で、第２の 電源はPTC素子と電気的に接触した状態に置かれる。第２の電流は、ｉ_sec＋ｉ_n がｉ_critより小さくなるよう充分小さいものでなくてはならない。PTC素子内を 流れる電流（すなわちｉ_sec＋ｉ_n）が増大すると、PTC素子により生成されるI²R 熱は増加する。しかしながら、増大した電流はｉ_crit未満であることから、PTC 素子がI²R加熱により熱を発生する速度は、周囲に失なわれうる。従って、PTC素 子がＴ_nとＴ_critの間の温度Ｔ_n’及びＲ_nとＲ_critの間の抵抗Ｒ_n’をもつ新しい 正規の作動条件が達成さ れる。 新しい正規の作動条件はPTC素子の臨界点により近いものであることから、こ のとき、PTC素子をその臨界点を通過してその高温高抵抗状態まで押し進めるの により小さな温度上昇又は電流増加しか必要でなくなる。当業者であれば、（第 ２の電源からの影響が全く無い状態での）第１の回路の正規の作動条件とPTC素 子の臨界点の間で何らかの新しい作動条件を達成するべく第２の電流を変動させ ることができるということを理解できるだろう。

【手続補正書】 【提出日】１９９９年６月１日（１９９９．６．１） 【補正内容】 請求の範囲 １．（ａ）非線形抵抗性温度応答要素、及び第１及び第２の電極から成り、当 該 第１の電極から第２の電極まで前記非線形抵抗性温度応答要素を通って第１の 電流が流れるような形で第１の電源に接続可能である電気素子、 （ｂ）前記非線形抵抗性温度応答要素に印加された時点で前記非線形抵抗性温度 応答 要素を第１の抵抗状態から第２の抵抗状態へと変化させる第２の電流を、前 記 非線形抵抗性温度応答要素の局所化された部分の中に導入することができるよ うに、前記電気素子と電気的に接触状態にある第２の回路、 を含んで成る電気アセンブリ。 ２．前記非線形抵抗性温度応答要素がPTC挙動を示す、請求項１に記載の電気 アセンブリ。 ３．前記非線形抵抗性温度応答要素がNTC挙動を示す、請求項１に記載の電気 アセンブリ。 ４．前記非線形抵抗性温度応答要素が、中に導電性粒子が分散した重合体組成 物を含んで成る、請求項２に記載の電気アセンブリ。 ５．前記重合体組成物が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン共重 合体及びエチレン／プロピレン共重合体から成るグループの中から選択された重 合体を含んで成る、請求項４に記載の電気アセンブリ。 ６．前記導電性粒子がカーボンブラックを含んで成る、請求項４に記載の電気 アセンブリ。 ７．前記第１の電流が、角度θ₁で前記非線形抵抗性温度応答要素の中を流れ 、前記第２の電流は角度θ₂で前記非線形抵抗性温度応答要素の中を流れ、前記 角度 θ₁が前記角度θ₂と等しくないようなものである、請求項２に記載の電気ア センブリ。 ８．前記第２の回路が可変電源を含んで成る、請求項２に記載の電気アセンブ リ。 ９．（ａ）PTC挙動を示す導電性重合体組成物及び第１の電源に接続された時 点で第１の電流が前記導電性重合体組成物を通って流れるようにする２つの電極 を含んで成る、抵抗負荷及び前記第１の電源と直列になっている回路保護素子、 及び （ｂ）前記導電性重合体組成物を低い抵抗状態から高い抵抗状態へと変化させる 第２の電流を前記導電性重合体組成物の中へ導入できるように、前記回路保護素 子と電気的に接触した状態にある制御回路、 を含んで成る電気アセンブリ。 10．（ａ）導電性重合体組成物及び２つの電極から成り、抵抗負荷及び第１の 電源と電気的に直列接続されたPTC回路保護素子を含む第１の電気回路であって 、（１）前記PTC回路保護素子は、 電流ｉ_nが前記PTC回路保護素子の中を流れる場 合 に温度Ｔ_n 及び抵抗Ｒ_nを有し、且つ前記PTC回路保護素子がI²R加熱により熱を 発生する速度と前記PTC回路保護素子から熱が失われる速度の間には安定した平 衡が存在するような正規の作動条件を有し、 （２）前記PTC回路保護素子は、故障条件が前記第１の電気回路に導入された場 合には、前記 PTC回路保護素子を通って流れる電流がｉ_nから増大し、前記PTC回 路保護 素子の温度は、I²R加熱により熱を発生する速度と前記PTC回路保護素子か ら熱が失われる速度の間の前記安定した平衡が不安定になるまでＴ_nから上昇し 、この不安定な平衡点において前記PTC回路保護素子を流れる電流が電流ｉ_crit であり、且つ前記PTC回路保護素子は臨界温度Ｔ_crit、及び臨界抵抗Ｒ_critを有 し、 前記第１の電気回路に導入された故障条件が継続した場合には、前記PTC回路 保護 素子を流れる電流がｉ_critより大きい点まで増大して、前記PTC回路保護素 子が I²R加熱により熱を発生する速度が前記PTC回路保護素子から熱が失われる速 度を上回り、前記PTC回路保護素子の温度及び抵抗は急激に上昇し、前記第１の 電気 回路の電流は高温且つ高抵抗の安定した平衡点に到達するまで減少させられ 、この平衡点において、前記PTC回路保護素子がI²R加熱により熱を発生する速度 は前記PTC回路保護素子から熱が失われる速度に等しく、この高温且つ高抵抗の 安定した平衡点では前記PTC回路保護素子は、抵抗Ｒ_limit、温度Ｔ_limit、及び 前記PTC回路保護素子を流れでる 制限された電流ｉ_limit を有するような形の電力 ／温度の関係を有し、及び （ｂ）ｉ_sec＋ｉ_nがｉ_critよりも小さくなるような形で前記PTC回路保護素子内 に第２の電流ｉ_secを導入でき、又前記PTC回路保護素子を流れる増大した電流に よって、前記PTC回路保護素子が生成したI²Rの熱が増大させられて、前記PTC回 路保護 素子がＴ_nとＴ_critの間の温度Ｔ_n’及びＲnとＲ_critの間の抵抗Ｒ_n’を有 するような新しい正規の動作条件が作り出されるように、前記PTC回路保護素子 と電気的に接触した状態にある第２の電気回路、 を含んで成る電気アセンブリ。 【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）非線形抵抗性温度応答要素、及び第１及び第２の電極から成り、第 １の電極から第２の電極まで抵抗性要素を通って第１の電流が流れるような形で 第１の電源に接続可能である第１の電気素子、 （ｂ）非線形抵抗性要素に印加された時点で要素を第１の抵抗状態から第２の抵 抗状態へと変化させる第２の電流を、非線形抵抗性要素の局所化された部分の中 に導入することができるように、電気素子と電気的に接触状態にある第２の回路 、 を含んで成る電気アセンブリ。 ２．非線形抵抗性要素がPTC挙動を示す、請求項１に記載の電気アセンブリ。 ３．非線形抵抗性要素がNTC挙動を示す、請求項１に記載の電気アセンブリ。 ４．抵抗性要素が、中に導電性粒子が分散した重合体組成物を含んで成る、請 求項２に記載の電気アセンブリ。 ５．組成物が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン共重合体及びエ チレン／プロピレン共重合体から成るグループの中から選択された重合体を含ん で成る、請求項４に記載の電気アセンブリ。 ６．導電性粒子がカーボンブラックを含んで成る、請求項４に記載の電気アセ ンブリ。 ７．第１の電流が、角度θ₁で非線形抵抗性要素の中を流れ、第２の電流は角 度θ₂で非線形抵抗性要素の中を流れ、第１及び第２の電流の流れはθ₁がθ₂と 等しくないようなものである、請求項２に記載の電気アセンブリ。 ８．制御回路が可変電源を含んで成る、請求項２に記載の電気アセンブリ。 ９．（ａ）PTC挙動を示す導電性重合体組成物及び第１の電源に接続された時 点で第１の電流が導電性重合体PTC組成物を通って流れるようにする２つの電極 を含んで成る、抵抗負荷及び第１の電源と直列になっている回路保護素子、及び （ｂ）PTC組成物を低い抵抗状態から高い抵抗状態へと変化させる第２の電流を 導電性重合体PTC組成物の中へ導入できるように、素子と電気的に接触した状態 にある制御回路、 を含んで成る電気アセンブリ。 10．（ａ）導電性重合体組成物及び２つの電極から成り、抵抗負荷及び第１の 電源と電気的に直列接続されたPTC回路保護素子を含む第１の電気回路であって 、 （１）電流ｉ_nがPTC素子の中を流れ、この素子が温度Ｔ_nを有し、PTC素子が抵 抗Ｒ_nを有し、PTC素子がI²R加熱により熱を発生する速度と熱が素子から失なわ れる速度の間には安定した平衡が存在するような正規の作動条件を有し；ここで 故障条件がこの回路内に導入された場合に、 （２）PTC素子を通って流れる電流がｉ_nから増大し、PTC素子の温度は、I²R加 熱により素子が熱を発生する速度と素子から熱が失なわれる速度の間の安定した 平衡が不安定になるまでＴ_nから上昇し、この不安定な平衡点においてPTC素子を 流れる電流がｉ_critであり、PTC素子は臨界温度Ｔ_crit及び臨界抵抗Ｒ_critを有 し、 （３）回路内に導入された故障条件が継続しPTC素子内を流れる電流がｉ_crit より大きい点まで増大した場合、I²R加熱により素子が熱を発生する速度が素子 から熱が失なわれうる速度を上回り、かくしてPTC素子の温度及び抵抗は急激に 上昇し、回路の電流は高温 、高抵抗の安定した平衡点に到達するまで減少させられ、この平衡点において、 PTC素子がI²R加熱により熱を発生する速度は熱がPTC素子から失なわれうる速度 に等しく、この高温、高抵抗の安定した平衡点では素子は抵抗Ｒ_high、及び温度 Ｔ_highを有し、素子を通して制限された電流ｉ_limitが流れるような形の電力／ 温度の関係を素子が有している回路、及び （ｂ）ｉ_sec＋ｉ_nがｉ_critよりも小さくなるような形で第２の回路がPTC素子内 に第２の電流ｉ_secを導入でき、又PTC素子を流れる増大した電流によって、PTC 素子が生成したI²Rの熱が増大させられ、かくして、PTC素子がＴ_nとＴ_critの間 の温度Ｔ_n’及びＲ_nとＲ_critの間の抵抗Ｒ_n’を有するような新しい正規の作動 条件が作り出されるように、PTC素子と電気的に接触した状態にある第２の回路 、 を含んで成る電気アセンブリ。