Qué es la resistencia de potencia : Funcionamiento y sus aplicaciones
En el campo de la electricidad, las resistencias de potencia desempeñan un papel fundamental en comparación con las resistencias normales, ya que éstas se disponen en las placas de circuito impreso directamente para modificar los circuitos electrónicos y eléctricos. Estas resistencias manejan una gran cantidad de energía en sistemas de alta potencia que van desde el flujo continuo de corriente hasta una subida de tensión directa. Así que este artículo trata de una visión general de una resistencia de potencia - funcionamiento y sus aplicaciones.
¿Qué es una resistencia de potencia?
La definición de resistencia de potencia es la resistencia diseñada para resistir y disipar una gran cantidad de energía. Estas resistencias están diseñadas principalmente para disipar una gran potencia manteniendo su tamaño pequeño si es posible. El símbolo de la resistencia de potencia se muestra a continuación.
Especificaciones
El especificaciones de la resistencia de potencia incluyen principalmente el material de la resistencia, el estilo de montaje y el tipo de cable.
- El estilo de montaje de la resistencia incluye principalmente el montaje en chasis, el atornillado, el montaje a través de agujeros o el montaje en superficie.
- La resistencia montada en chasis puede conectarse a una superficie metálica para disipar el máximo calor. Otros tipos comunes de estilos de montaje son la tecnología de montaje superficial (SMT) y la tecnología de agujeros pasantes (THT).
- Los tipos de cables de las resistencias incluyen principalmente los de ala de gaviota, los axiales, los de tipo J, los terminales de tornillo, los radiales y los de lengüeta. También hay resistencias de potencia sin cables.
- Los materiales utilizados en estas resistencias son principalmente: cerámica, película de carbono, aleación metálica, óxido metálico, película metálica, película fina, película gruesa y cableado.
¿Cómo funciona la resistencia de potencia?
El funcionamiento de una resistencia de potencia consiste en disipar energía controlando el flujo de corriente y tensión. La potencia nominal de la resistencia describe principalmente la cantidad de energía que puede manejar esta resistencia de forma segura antes de que empiece a experimentar un daño permanente. En la mayoría de las aplicaciones electrónicas, se utilizan resistencias de baja potencia que tienen 1/8 de vatio o menos.
La disipación de potencia a través de esta resistencia se puede encontrar con la ayuda de la primera ley de Joule, conocida como fórmula de la resistencia de potencia como Potencia = Tensión x Corriente o P = VxI. Esta potencia disipada puede transformarse en calor para aumentar la temperatura de esta resistencia. Así que la temperatura de la resistencia aumentará hasta que alcance su punto específico en el que el calor pueda disiparse por el aire.
Un dispositivo puede necesitar esta resistencia en función de la potencia requerida para evitar el sobrecalentamiento. Al mantener la temperatura de esta resistencia, se pueden manejar corrientes más altas sin ningún daño.
Cuando esta resistencia se utiliza por encima de su rango de potencia y temperatura de funcionamiento, puede tener consecuencias graves como cambios en el valor de la resistencia, puede reducirse la vida útil, incendios eléctricos o circuitos abiertos. Así que estos fallos pueden evitarse rebajando la resistencia de potencia en función de las condiciones de funcionamiento previstas.
Resistencia de potencia frente a resistencia
El diferencia entre una resistencia de potencia y una resistencia se discute a continuación.
| Resistencia de potencia | Resistencia |
| La resistencia de potencia disipa una gran cantidad de energía. | La resistencia no disipa una gran cantidad de energía. |
| Los materiales utilizados para diseñar estas resistencias son: carbono prensado, metal, cerámica o lámina metálica. | Los materiales utilizados para diseñar las resistencias normales son: metal, carbono o lámina de óxido metálico. |
| Estas resistencias están disponibles en diferentes tipos, como helicoidal, de rejilla, de borde, de chip o SMD, y de agua. | Las resistencias están disponibles en diferentes tipos, como fijas, variables, bobinadas, de película metálica, de tira metálica, de óxido metálico, etc. |
| La potencia nominal de la resistencia de potencia es de 5 W. | La potencia nominal de la resistencia normal oscila entre 0,25 W, 0,5 W, 1 W, 2 W, 5 W y 25 W. |
| Están disponibles en un paquete físico compacto. | Las resistencias están disponibles en diferentes tamaños y estilos de encapsulado, pero el más utilizado es el SMD o montaje superficial rectangular. |
Tipos de resistencias de potencia
Existen diferentes tipos de resistencias de potencia que se comentan a continuación.
- De rejilla.
- Agua.
- Chip o SMD.
- Cableado.
Resistencias de rejilla
Las resistencias de rejilla son un tipo de resistencia de potencia que se diseña juntando una matriz de tiras metálicas resistivas entre dos electrodos. Estas resistencias son voluminosas y tienen un valor nominal de corriente elevado, como 500 A. Generalmente, estos tipos de resistencias se utilizan como bancos de carga dentro de los trenes, resistencias de freno, para el filtrado de armónicos dentro de las subestaciones eléctricas y generadores eléctricos que pueden tener valores de resistencia desde 0,04 ohmios hasta unos pocos megaohmios. La disipación de potencia típica de esta resistencia es de aproximadamente 100 kW.
Resistencias de agua
Estas resistencias están diseñadas con tubos llenos de soluciones de sulfato de cobre o solución salina conectados entre dos electrodos. Cuando el agua es un buen conductor de la electricidad, puede utilizarse como material resistivo cambiando la concentración de sales adecuadas dentro del agua.
El agua también es un buen conductor del calor, lo que permite que las resistencias de agua tengan una gran capacidad de disipación de potencia y una alta conductividad térmica. Las resistencias de agua de alta potencia utilizan soluciones de sulfato de cobre en lugar de soluciones salinas. Estos tipos de resistencias son aplicables en aplicaciones eléctricas que necesitan una disipación de potencia típica superior a 500 mW. No disipan la potencia nominal inmediatamente, pero disipan grandes cantidades de potencia durante un periodo determinado
Resistencia de chip o resistencia SMD
Las resistencias de chip o resistencias SMD son similares a los circuitos integrados. Los materiales utilizados para fabricar estas resistencias son carbono prensado, metal y cerámica, o lámina metálica. Las resistencias SMD son resistencias de chip montadas en superficie que están disponibles en formas más pequeñas.
Estas resistencias incluyen una película de óxido metálico que se deposita sobre un sustrato cerámico. La longitud y el grosor de la película determinan la resistencia. En comparación con las resistencias de rejilla o de agua, los valores de disipación de potencia de esta resistencia son muy bajos y pueden disipar unos pocos vatios de potencia.
Resistencia de hilo
Estas resistencias se diseñan enrollando un hilo metálico alrededor de una forma sólida, frecuentemente de fibra de vidrio, plástico o cerámica. En un extremo del bobinado se conectan tapas metálicas, mientras que en el otro extremo se conectan cables metálicos. El producto final suele estar cubierto de esmalte o pintura no conductora para proporcionar cierta seguridad frente al entorno.
Consulta este enlace para saber más sobre la resistencia de hilo.
Potencia nominal de la resistencia de potencia
El índice de potencia o el índice de vatios de la resistencia puede definirse como la cantidad de calor disipada por un elemento resistivo en un periodo de tiempo no especificado sin que cambie su rendimiento. La potencia nominal es una de las especificaciones de una resistencia que define la mayor cantidad de potencia que puede resistir la resistencia
La potencia nominal de la resistencia puede variar en función de su construcción, tamaño y temperatura ambiente, desde <1/10 vatios hasta 100 vatios. La mayoría de las resistencias tienen una potencia máxima a +70 grados C de temperatura ambiente.
La potencia nominal puede calcularse multiplicando la diferencia de tensión entre dos puntos por la corriente que fluye entre ellos y se calcula en unidades de W o vatios. Si la potencia nominal de las resistencias es superior a 1 W, generalmente se denominan resistencias de potencia. Por tanto, estas resistencias pueden soportar una gran cantidad de potencia antes de estallar. Los ejemplos son 3W, 5W y 25W, 5W incluyendo valores de resistencia de 0,1Ω, 2Ω, 3Ω y 22kΩ. Las resistencias de pequeña potencia se utilizan con frecuencia para detectar la corriente.
¿Cómo calcular la potencia nominal?
Sabemos que la potencia eléctrica puede darse como P=V x I
Donde "V" es la tensión e "I" es la corriente
Por la Ley de Ohm, conocemos la fórmula de V = I × R
Donde "R" es la resistencia
Entonces, P = I^2 × R y P = V^2 / R
La potencia disipada en una resistencia de potencia puede calcularse utilizando cualquiera de las fórmulas siguientes.
Potencia P = V × I o P = I^2 × R o P = V^2 / R
Ventajas
El ventajas de una resistencia de potencia incluyen las siguientes.
- Alta precisión de bloqueo.
- Menos ruido durante el funcionamiento.
- Estabilidad y fiabilidad.
- coeficiente de baja temperatura.
- Puede resistir altas temperaturas.
- Puede funcionar a una temperatura ambiente como 170 grados Celsius.
Desventajas
El desventajas de una resistencia de potencia incluyen las siguientes.
- Estas resistencias son de gran tamaño y peso.
- Son caras
- Las resistencias de potencia bobinadas no son aplicables más allá de 200 kHz debido a la capacitancia e inductancia entre bobinas.
Aplicaciones
El aplicaciones de las resistencias de potencia incluyen las siguientes.
- Las resistencias de potencia son aplicables cuando se convierten grandes cantidades de energía en calor de forma muy segura a través de la energía eléctrica como medio.
- Estos tipos de resistencias son extremadamente resistentes y se aplican principalmente en rangos de alta temperatura.
- Estas resistencias restringen los valores de alta tensión y potencia gracias a su alta precisión y estrechas tolerancias.
- Estas resistencias presentan un excelente comportamiento de los impulsos y un menor ruido de corriente gracias a su alta fiabilidad basada en el elemento resistivo.
- Estos componentes pueden utilizarse como dispositivos de protección, dispositivos de disipación de potencia controlable, etc.
- Se utilizan para disipar la potencia generada durante el frenado del motor en los vehículos que utilizan motores eléctricos.
- Se aplican en tranvías y locomotoras que transforman la energía cinética (K.E) del vehículo en calor de forma segura.
- Estos tipos de resistencias son aplicables en la generación y distribución de energía, sistemas de control, sistemas de potencia y aplicaciones de alta tensión.
Así pues, esta es una visión general de una potencia resistencia - funcionamientoventajas, desventajas y sus aplicaciones. Las resistencias de alta potencia tienen una gran demanda en diferentes aplicaciones como disyuntores dinámicos, fuentes de alimentación, calentadores, amplificadores y conversión de potencia. Estas resistencias suelen tener una potencia mínima de 1W o superior. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la potencia nominal de la resistencia de hilo?
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