Resistencias de potencia: componentes y funciones de la electrónica

Este artículo explica cómo funcionan estas resistencias e incluye una mirada a una variedad de tipos de resistencias.

Conceptos básicos de la resistencia de potencia

La potencia disipada por una resistencia se puede encontrar usando la primera ley de Joule (Potencia = Voltaje x Corriente). La potencia disipada se convierte en calor y aumenta la temperatura de la resistencia. La temperatura de una resistencia sigue subiendo hasta que alcanza un punto en el que el calor disipado a través del aire, la placa de circuito y el entorno circundante equilibra el calor generado.

Dependiendo de la potencia requerida, un dispositivo puede necesitar una resistencia de alta potencia para evitar el sobrecalentamiento. Es necesario mantener baja la temperatura de una resistencia para manejar corrientes mayores sin degradación o daño.

El funcionamiento de una resistencia de potencia por encima de su potencia y temperatura nominales puede tener consecuencias graves, incluidos cambios en el valor de resistencia, reducción de la vida útil, circuitos abiertos o incendios eléctricos. Para evitar tales fallas, las resistencias de potencia a menudo se reducen en función de las condiciones de funcionamiento esperadas.

Las resistencias de potencia suelen ser más grandes que sus componentes homólogos. El tamaño aumentado ayuda a disipar el calor y se utiliza a menudo para proporcionar opciones de montaje para disipadores de calor. Las resistencias de alta potencia también están disponibles en paquetes ignífugos para reducir el riesgo de una condición de falla peligrosa.

Alta potencia vs. Resistencias de baja potencia

La mayoría de las aplicaciones electrónicas utilizan resistencias de baja potencia, normalmente 1/8 de vatio o menos. Sin embargo, aplicaciones como fuentes de alimentación, frenos dinámicos, conversión de potencia, amplificadores y calentadores a menudo exigen resistencias de alta potencia. Generalmente, las resistencias de alta potencia tienen una potencia de 1 vatio o más. Algunos están disponibles en el rango de kilovatios.

Reducción de potencia por resistencia

La potencia nominal 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 25 ° C, la potencia que la resistencia puede manejar con seguridad comienza a caer. Para ajustar las condiciones operativas esperadas, los fabricantes proporcionan una tabla de reducción de potencia. Esta tabla de reducción muestra cuánta potencia puede manejar la resistencia a medida que aumenta la temperatura de la resistencia.

Dado que 25 ° C es la temperatura ambiente típica, y cualquier potencia disipada por una resistencia de potencia genera calor, hacer funcionar una resistencia de potencia a su nivel de potencia nominal es a menudo difícil. Para tener en cuenta el impacto de la temperatura de funcionamiento del resistor, los fabricantes proporcionan 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 permanecer dentro del área de operación sugerida. Cada tipo de resistencia tiene una curva de reducción diferente y diferentes tolerancias máximas de funcionamiento.

Varios factores externos pueden afectar la curva de reducción de potencia de una resistencia. Agregar enfriamiento de aire forzado, un disipador de calor o un mejor montaje de componentes para ayudar a disipar el calor generado por la resistencia le permite manejar más energía y mantener una temperatura más baja. Sin embargo, otros factores actúan en contra del enfriamiento, como que el gabinete mantiene el calor generado en el ambiente ambiental, componentes generadores de calor cercanos y factores ambientales como la humedad y altitud.

Tipos de resistencias de alta potencia

Cada tipo de resistencia de potencia ofrece diferentes capacidades para diferentes aplicaciones de resistencia. Las resistencias bobinadas, por ejemplo, vienen en una variedad de factores de forma, que incluyen diseños de montaje en superficie, radial, axial y de montaje en chasis para una disipación de calor óptima. No inductivo Los resistores bobinados también están disponibles para aplicaciones de potencia de alto pulso. Para aplicaciones de muy alta potencia, como el frenado dinámico, las resistencias de alambre de nicromo son ideales, especialmente cuando se espera que la carga sea de cientos o miles de vatios. Las resistencias de alambre de nicromo también se pueden utilizar como elementos calefactores.

Los tipos comunes de resistencias incluyen:

• Resistencias bobinadas
• Resistencias de cemento
• Resistencias de película
• Película de metal
• Compuesto de carbono
• Alambre de nicrom

Los diferentes tipos de resistencias pueden tener varios factores de forma, tales como:

• Resistencias DPAK
• Resistencias de montaje en chasis
• Resistencias radiales (de pie)
• Resistencias axiales
• Resistencias de montaje en superficie
• Resistencias de orificio pasante