Qué saber
- Las resistencias de potencia se utilizan en la electrónica para disipar energía controlando el flujo de corriente y el voltaje.
- La clasificación de potencia de una resistencia define cuánta potencia puede manejar una resistencia de manera segura antes de que comience a sufrir daños permanentes.
- La mayoría de las aplicaciones electrónicas utilizan resistencias de baja potencia, normalmente de 1/8 de vatio o menos. Las resistencias de alta potencia están clasificadas en 1 vatio o más, incluido el rango de kilovatios.
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 aumentando 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 más grandes sin degradación o daño.
La operación de una resistencia de potencia por encima de su potencia y temperatura nominales puede tener consecuencias graves, incluidos cambios en el valor de la resistencia, reducción de la vida útil, circuitos abiertos o incendios eléctricos. Para evitar tales fallas, las resistencias de potencia a menudo se reducen según las condiciones de operación esperadas.
Las resistencias de potencia suelen ser más grandes que sus componentes equivalentes. El aumento de tamaño ayuda a disipar el calor y, a menudo, se usa 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.
Conclusión
La mayoría de las aplicaciones electrónicas utilizan resistencias de baja potencia, normalmente de 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. En general, las resistencias de alta potencia tienen una potencia nominal de 1 vatio o más. Algunos están disponibles en el rango de kilovatios.
Reducción de potencia de la 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 los 25 °C, la potencia que la resistencia puede manejar de manera segura comienza a disminuir. Para ajustarse a las condiciones operativas esperadas, los fabricantes proporcionan una tabla de reducción de potencia. Este gráfico de reducción de potencia 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, suele ser difícil hacer funcionar una resistencia de potencia a su nivel de potencia nominal. Para tener en cuenta el impacto de la temperatura de funcionamiento de la resistencia, los fabricantes proporcionan una curva de reducción de potencia para ayudar a los diseñadores a adaptarse a las limitaciones del mundo real. Es mejor utilizar la curva de reducción de potencia como guía y mantenerse dentro del área de operación sugerida. Cada tipo de resistencia tiene 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 térmico 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 de la refrigeración, como que el gabinete mantenga el calor generado en el ambiente, los componentes cercanos que generan calor y factores ambientales como la humedad y la 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, incluidos los diseños de montaje en superficie, radial, axial y de montaje en chasis para una disipación de calor óptima. Las resistencias bobinadas no inductivas también están disponibles para aplicaciones de alta potencia pulsada. 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 de calefacción.
Los tipos comunes de resistencias incluyen:
- Resistencias bobinadas
- Resistencias de cemento
- Resistencias de película
- Película metálica
- Compuesto de carbono
- Alambre de nicrom
Diferentes tipos de resistencias pueden venir en varios factores de forma tales como:
- resistencias DPAK
- Resistencias montadas en chasis
- Resistencias radiales (de pie)
- Resistencias axiales
- Resistencias de montaje en superficie
- Resistencias de orificio pasante
