फ्यूज के अंदर फिजिकल बैरियर और डाइइलेक्ट्रिक कोऑर्डिनेशन

लो-वोल्टेज इलेक्ट्रिकल अप्लायंसेज और हाई-वोल्टेज प्रोटेक्शन सिस्टम के बीच की सीमा पर, इलेक्ट्रिक आर्क की फिजिकल खासियतें हमेशा एक खास डिजाइन का ध्यान रखने वाली बात होती हैं। ड्रॉप आउट फ्यूज इलेक्ट्रिक आर्क को लंबा और ठंडा कर सकता है, यह एक ऐसा प्रोसेस है जो असल में प्लाज़्मा चैनल का एक ज्योमेट्रिकल रिकंस्ट्रक्शन और थर्मोडायनामिक इंटरवेंशन है। जब पिघला हुआ मेटल फॉल्ट करंट के तहत वेपराइज़ होता है, तो एक शुरुआती आर्क तेज़ी से बनता है, और इसकी कंडक्टिविटी टेम्परेचर के साथ तेज़ी से बढ़ती है। इस पॉइंट पर, आर्क बुझाने वाले सिस्टम का मुख्य काम एनर्जी से लड़ना नहीं है, बल्कि आर्क के आकार और माहौल को बदलना है।

फिजिकल स्केल रिकंस्ट्रक्शन: एलॉन्गेशन और सेगमेंटेशन
आर्क की लंबाई सीधे उसके कंबशन को बनाए रखने के लिए ज़रूरी वोल्टेज तय करती है। करंट-लिमिटिंग डिजाइन में, आर्क कॉलम को कॉन्टैक्ट गैप को तेज़ी से बढ़ाकर या आर्क को चलाने के लिए इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फोर्स का इस्तेमाल करके मैकेनिकली खींचा जाता है।

ब्रिज-टाइप कॉन्टैक्ट स्ट्रक्चर में, कॉन्टैक्ट सर्किट से बहने वाले करंट से पैदा हुआ मैग्नेटिक फील्ड आर्क पर काम करता है, और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फोर्स आर्क को तेज़ी से बाहर की ओर ले जाता है।

आर्क पाथ को ज़बरदस्ती लंबा किया जाता है, और हर यूनिट लंबाई पर इलेक्ट्रिक फ़ील्ड की ताकत उसी हिसाब से कम हो जाती है।

कुछ फ़्यूज़ लंबे आर्क को कई छोटे आर्क सेगमेंट में बांटने के लिए मेटल ग्रिड का इस्तेमाल करते हैं।

हर छोटे आर्क सेगमेंट को बनाए रखने के लिए कैथोड वोल्टेज ड्रॉप की ज़रूरत होती है। यह सीरीज़ वोल्टेज स्टैकिंग इफ़ेक्ट कुल आर्क वोल्टेज की मांग को तब तक बहुत ज़्यादा बढ़ा देता है जब तक कि यह पावर सप्लाई की बनाए रखने की क्षमता से ज़्यादा न हो जाए।

डाइइलेक्ट्रिक कॉन्टैक्ट बढ़ाना: कूलिंग और ट्रांसपोज़िशन
बिना कूलिंग के सिर्फ़ आर्क को लंबा करने से भी यह लंबे चैनल के अंदर आयनाइज़्ड रह सकता है। यहीं पर फ़्यूज़ को भरने वाला क्वार्ट्ज़ रेत या गैस बनाने वाला मटीरियल काम आता है।

क्वार्ट्ज़ रेत से भरे स्ट्रक्चर बारीक कणों के बड़े स्पेसिफ़िक सरफ़ेस एरिया का इस्तेमाल करते हैं; जब आर्क उनके अंदर जलता है, तो गर्मी तेज़ी से फिलर द्वारा सोख ली जाती है।
मेटल वेपर रेत के कणों के बीच के गैप में फैल जाता है, जिससे आर्क प्लाज़्मा के तापमान में तेज़ गिरावट आती है और थर्मल आयनाइज़ेशन दब जाता है।

ड्रॉप-आउट या गैस बनाने वाले फ़्यूज़ में, फ़्यूज़ ट्यूब की अंदर की दीवार पर गैस बनाने वाला मटीरियल ज़्यादा तापमान पर टूट जाता है, जिससे बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन और दूसरी गैसें निकलती हैं।
हाई-प्रेशर गैस का फ़्लो ट्यूब के साथ एक्सियली इंजेक्ट किया जाता है, जो न सिर्फ़ गर्मी को दूर ले जाता है बल्कि आर्क गैप में आयनाइज़िंग मीडियम को सीधे बदल भी देता है।

लंबाई बढ़ने से आर्क वोल्टेज में कमी आती है, जबकि ठंडा होने से आर्क को आयनाइज़ेशन बनाए रखने के लिए ज़रूरी एनर्जी नहीं मिलती। दोनों फ़ोर्स फ़्यूज़ की बंद जगह में मिल जाते हैं, जिससे करंट ज़ीरो पार करने पर आर्क को फिर से जलाना मुश्किल हो जाता है।