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Résistances de puissance
Avec la technologie de fil bobiné ou de film métallique
Guide des résistances de puissance
Contenu
Qu'est-ce qu'une résistance de puissance ?
Les résistances de puissance font partie d'une classe spéciale de résistances électriques. Les résistances électriques sont des composants électriquement passifs qui limitent le flux de courant à travers un circuit électrique. La principale caractéristique spécifique des résistances de puissance est leur aptitude à être utilisées à des puissances élevées, c'est-à-dire à des charges très élevées et aux températures qui en résultent. Il convient de prêter une attention particulière à la consommation maximale de puissance des composants due à la dissipation de puissance qui résulte du dégagement de chaleur pendant le fonctionnement.
Limites de puissance - la courbe de réduction de la puissance
La puissance électrique est obtenue en multipliant le courant par la tension, ou en faisant le rapport entre le carré de la tension et la valeur de la résistance, ou en multipliant le carré du courant par la résistance :
P = I*U = I²*R = U²/R
Par conséquent, la puissance électrique suit une fonction au carré du courant ou de la tension, c'est-à-dire qu'une augmentation du courant ou de la tension de 20%, par exemple, entraîne une augmentation de la puissance de 44%. Cette loi doit être prise en compte lors du choix du composant. En outre, la transmission thermique de la chaleur perdue doit être rendue possible par la puissance absorbée élevée. La dissipation de la chaleur est favorisée par les matériaux utilisés pour les boîtiers de résistance. Il s'agit souvent de boîtiers en aluminium avec des ailettes de refroidissement supplémentaires qui dissipent la chaleur ou de boîtiers en céramique qui dissipent la chaleur. De plus, on utilise des dissipateurs thermiques de dimensions appropriées, généralement sous forme de plaques d'aluminium, sur lesquels la résistance est montée, le cas échéant, avec une pâte thermique. Dans les fiches techniques des résistances de puissance, on trouve généralement une courbe représentant la relation entre la puissance maximale admissible et la température ambiante, la courbe de réduction de puissance.
Fonctionnement pulsé
Les résistances de puissance sont utilisées pour protéger l'électronique lorsque des courants élevés doivent être absorbés pendant une courte période afin de protéger d'autres composants contre les surcharges. Cela peut arriver par exemple lors de la mise en marche et de l'arrêt de gros consommateurs ou lors d'un coup de foudre. Les résistances de puissance conviennent justement à ces applications avec des charges impulsionnelles élevées. L'utilisation dans les défibrillateurs en est un exemple. Ils délivrent en peu de temps une grande quantité d'énergie qui peut être absorbée sans problème pour cette durée d'impulsion par des résistances de puissance spécifiées pour un fonctionnement pulsé. Pour les modèles appropriés, des indications sur le fonctionnement pulsé figurent dans la fiche technique. Ces valeurs varient en fonction des valeurs de la résistance, du taux de répétition des impulsions et de la température de fonctionnement, c'est pourquoi il convient de lire les graphiques avec prudence.
Technologies des matériaux des résistances de puissance
Les technologies les plus répandues pour les résistances de puissance sont la technologie de fil bobiné ou celle de film métallique. Les deux technologies se distinguent fondamentalement par la structure de l'élément de résistance et par les matériaux utilisés, ainsi que par les propriétés qui en résultent.
Résistances à fil enroulé
La fabrication de résistances à fil bobiné s'effectue par l'enroulement d'un fil autour d'un noyau porteur. Les résistances à fil de précision se distinguent par une résistance ESD particulièrement élevée, un faible bruit et un faible coefficient de température. En raison du bobinage, ces composants ont toutefois des valeurs d'inductance et de capacité non négligeables, ce qui peut poser des problèmes dans les applications à haute fréquence. Il existe différentes méthodes pour bobiner ces composants, ce qui présente différents avantages et inconvénients selon la méthode utilisée. Voir à ce sujet notre guide sur les résistances à fil. Les résistances à fil atteignent toutefois une stabilité à long terme et une stabilité thermique relativement meilleur que les résistances à film métallique et peuvent être livrées avec certaines valeurs de résistance spécifiques au client en adaptant le bobinage.
Résistances à film métallique / à couche mince
Les résistances à film métallique présentent un avantage, surtout dans le domaine des applications à haute fréquence, car elles ont des valeurs d'inductance et de capacité très faibles. De nombreux procédés sont utilisés pour la production d'une résistance à film métallique. Sur un substrat en céramique se trouve une couche métallique déposée de faible épaisseur (le film mince). Cette couche présente une résistance élevée sur une surface relativement petite. L'épaisseur de la couche varie en fonction de la valeur de consigne de la résistance. En principe, les résistances à couche mince ont un comportement de vieillissement prononcé, car la couche mince est sensible à l'oxydation et à l'auto-gravure. Pour les composants de précision, la couche est donc pré-vieillie artificiellement.
Raccordement Kelvin - Mesure à quatre fils
Certains modèles de résistances de puissance proposent en option, en plus des deux connexions standard, des sorties supplémentaires qui permettent de mesurer le Kelvin à 4 pôles. Si la valeur de la résistance de puissance est particulièrement faible, il se peut que les résistances de raccordement (et/ou d'autres résistances dans le câble) soient aussi grandes que la résistance de puissance elle-même. Dans ce cas, il n'est plus possible de surveiller directement la chute de tension aux bornes de la résistance de puissance, et donc la puissance consommée par la résistance de puissance elle-même, sur l'ensemble de la chute de tension aux bornes des lignes d'alimentation et de dérivation. Les deux connexions supplémentaires permettent de mesurer directement la chute de tension aux bornes de la résistance via un autre appareil de mesure. Le courant peut ainsi être calculé, car la résistance est connue, et la puissance aux bornes de la résistance de puissance peut en outre être calculée. Le système peut ainsi être surveillé pendant le fonctionnement.
Les résistances de puissance sont très résistantes et conçues pour des plages de températures élevées. Elles résistent à de grandes valeurs de tension et de puissance avec une grande précision et des tolérances étroites. Selon l'élément de résistance, elles présentent un excellent comportement impulsionnel et un faible bruit de courant tout en étant très fiables. De plus, les boîtiers de résistance dissipant la chaleur, conçus de manière optimale, ouvrent un vaste champ d'applications.
Notre portefeuille couvre les valeurs de puissance pour les applications de précision. Presque toutes les valeurs de résistance peuvent être réalisées dans le cadre des possibilités techniques. Des procédés spéciaux permettent par exemple de produire des résistances avec des inductances minimales et d'adapter les connexions à la position et au pas de votre application.
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