Resistencias de potencia - Piezas y funciones electrónicas

La mayoría de las aplicaciones electrónicas utilizan resistencias de baja potencia, generalmente de 1/8 de vatio o menos. Sin embargo, las aplicaciones como las fuentes de alimentación, los frenos dinámicos, la conversión de energía, los amplificadores y los calentadores a menudo demandan resistencias de alta potencia. En general, las resistencias de alta potencia son resistencias que están clasificadas para cargas de 1 vatio o más y están disponibles en el rango de kilovatios.

Fundamentos de la resistencia de potencia

La potencia nominal de una resistencia define la cantidad de potencia que una resistencia puede manejar de manera segura antes de que la resistencia comience a sufrir daños permanentes. La potencia disipada por una resistencia se puede encontrar fácilmente usando la primera ley de Joule, Potencia = Voltaje x Corriente. La potencia disipada por la resistencia se convierte en calor y aumenta la temperatura de la resistencia. La temperatura de una resistencia seguirá subiendo hasta que alcance un punto donde el calor se disipe a través del aire, la placa de circuitos y el entorno circundante equilibra el calor generado. Mantener baja la temperatura de una resistencia evitará dañar la resistencia y le permitirá manejar mayores corrientes sin degradación ni daños. La operación de una resistencia de potencia por encima de su potencia y temperatura nominales puede tener graves consecuencias, incluido un cambio en el valor de la resistencia, una reducción de la vida útil, un circuito abierto o temperaturas tan altas que la resistencia puede incendiarse o incendiarse los materiales circundantes. Para evitar estos modos de falla, las resistencias de potencia a menudo se reducen según las condiciones operativas esperadas.

Las resistencias de potencia son generalmente más grandes que sus contrapartes de menor potencia. El aumento de tamaño ayuda a disipar el calor y, a menudo, se utiliza para proporcionar opciones de montaje para los disipadores de calor. Las resistencias de alta potencia también suelen estar disponibles en paquetes ignífugos para reducir el riesgo de una condición de falla peligrosa.

Derivación de la resistencia de potencia

La clasificación de vataje de las resistencias de potencia se especifica a una temperatura de 25 ° C. A medida que la temperatura de una resistencia de potencia sube por encima de los 25 ° C, la potencia que la resistencia puede manejar de forma segura comienza a disminuir. Para ajustarse a las condiciones operativas esperadas, los fabricantes proporcionan una tabla de reducción que muestra cuánta potencia puede soportar la resistencia a medida que aumenta la temperatura de la resistencia. Como 25C es una temperatura ambiente típica, y cualquier potencia disipada por una resistencia de potencia genera calor, ejecutar una resistencia de potencia a su nivel de potencia nominal suele ser muy difícil. Para tener en cuenta el impacto de la temperatura de operación de los fabricantes de resistencias, proporcione una curva de reducción de potencia para ayudar a los diseñadores a adaptarse a las limitaciones del mundo real. Es mejor usar la curva de reducción de potencia como guía y mantenerse dentro del área de operación sugerida. Cada tipo de resistencia tendrá una curva de reducción diferente y diferentes tolerancias operativas máximas.

Varios factores externos pueden afectar la curva de reducción de potencia de una resistencia. Agregar enfriamiento por aire forzado, un disipador de calor o un mejor montaje de componente para ayudar a disipar el calor generado por la resistencia permitirá que una resistencia maneje más potencia y mantenga una temperatura más baja. Sin embargo, otros factores funcionan en contra del enfriamiento, como el encerramiento que mantiene el calor generado en el ambiente, los componentes generadores de calor cercanos y factores ambientales como la humedad y la altitud.

Tipos de resistencias de alta potencia

Varios tipos de resistencias de alta potencia están disponibles en el mercado. Cada tipo de resistencia ofrece diferentes capacidades para diferentes aplicaciones. Las resistencias bobinadas son comunes y están disponibles en una amplia variedad de factores de forma, desde el montaje en superficie, radial, axial y en el diseño de montaje en chasis para una óptima disipación del calor. También están disponibles resistencias bobinadas no inductivas para aplicaciones de alta potencia de pulsos. Para aplicaciones de muy alta potencia, como frenado dinámico, las resistencias de cable de nicrom, también utilizadas como elementos de calefacción, son buenas opciones, especialmente cuando se espera que la carga sea de cientos a miles de vatios.