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Resistencias de potencia
Con tecnología de hilo bobinado o película metálica
Guía de resistencias de potencia
Contenido
¿Qué es una resistencia de potencia?
Las resistencias de potencia pertenecen a una clase especial de resistencias eléctricas. Las resistencias eléctricas son componentes eléctricamente pasivos que limitan el flujo de corriente a través de un circuito eléctrico. La característica principal de las resistencias de potencia es su idoneidad para el uso a altas potencias, es decir, a cargas muy elevadas y a las temperaturas resultantes. Se debe prestar especial atención al consumo máximo de energía de los componentes debido a la pérdida de potencia, que se produce por la generación de calor durante el funcionamiento.
Límites de potencia: la curva de reducción de potencia
La potencia eléctrica se forma multiplicando la corriente y la tensión o por la relación entre la tensión al cuadrado y el valor de la resistencia o multiplicando el cuadrado de la corriente por la resistencia:
P = I*U = I²*R = U²/R
Por lo tanto, la potencia eléctrica sigue una función cuadrada de la corriente o la tensión, es decir, un aumento de la corriente o la tensión en un 20%, por ejemplo, conlleva un aumento de la potencia en un 44%. Esta ley debe tenerse en cuenta a la hora de seleccionar el componente. Además, la disipación térmica de la pérdida de calor debe ser posible por el alto consumo de energía. La disipación del calor se ve favorecida por los materiales utilizados para las carcasas de las resistencias. Suelen ser carcasas de aluminio con aletas de refrigeración adicionales o carcasas de cerámica que disipan el calor. Además, se utilizan disipadores de calor de dimensiones adecuadas, normalmente en forma de placas de aluminio, sobre los que se monta la resistencia, si es necesario junto con una pasta conductora de calor. En las hojas de datos de las resistencias de potencia, suele haber una curva que muestra la relación entre la potencia máxima admisible y la temperatura ambiente, la curva de reducción de potencia.
Funcionamiento por impulsos
Las resistencias de potencia se utilizan para proteger la electrónica cuando hay que absorber altas corrientes durante un corto periodo de tiempo para proteger otros componentes de la sobrecarga. Esto puede ocurrir, por ejemplo, al encender y apagar grandes consumidores o en caso de que caiga un rayo. Las resistencias de potencia son especialmente adecuadas para estas aplicaciones con altas cargas de impulsos. Un ejemplo es el uso en desfibriladores. Emiten una gran cantidad de energía en poco tiempo, que puede ser absorbida por las resistencias de potencia especificadas para el funcionamiento pulsado durante este tiempo de pulso sin ningún problema. Para los modelos adecuados, las especificaciones para el funcionamiento en pulsos se pueden encontrar en la hoja de datos. Dependiendo de los valores de la resistencia, la frecuencia de repetición de impulsos y la temperatura de funcionamiento, estos valores cambian, por lo que los gráficos al respecto deben leerse con precaución.
Tecnologías de materiales de las resistencias de potencia
Las tecnologías más comunes para las resistencias de potencia son la de hilo metálico o la de película metálica. Las dos tecnologías difieren fundamentalmente en la estructura del elemento de la resistencia y en los materiales utilizados, así como en las propiedades resultantes.
Resistencias de hilo
Las resistencias bobinadas se fabrican enrollando un hilo alrededor de un núcleo portador. Las resistencias bobinadas de precisión se caracterizan por una resistencia ESD especialmente alta, un bajo nivel de ruido y un bajo coeficiente de temperatura. Sin embargo, debido al bobinado, estos componentes tienen valores no despreciables de inductancia y capacitancia, lo que puede provocar problemas en aplicaciones de alta frecuencia. Hay varios métodos para enrollar estos componentes, que tienen diferentes ventajas e inconvenientes según el método. Consulte nuestra guía de resistencias bobinadas. Sin embargo, las resistencias bobinadas alcanzan una estabilidad a largo plazo y una estabilidad de temperatura comparativamente mejor que las resistencias de película metálica y pueden suministrarse con ciertos valores de resistencia personalizados adaptando el bobinado.
Resistencias de lámina metálica / película fina
Las resistencias de película metálica tienen una ventaja, especialmente en el ámbito de las aplicaciones de alta frecuencia, porque tienen valores muy bajos de inductancia y capacidad. Para producir una resistencia de película metálica se utilizan numerosos procesos. Sobre un sustrato cerámico se deposita una capa metálica de pequeño espesor (la capa fina). Esta capa tiene una alta resistencia en un área comparativamente pequeña. En función del valor deseado de la resistencia, se varía el grosor de la capa. Básicamente, las resistencias de película fina tienen un comportamiento de envejecimiento pronunciado porque la película fina es susceptible a la oxidación y al autograbado. Para los componentes de precisión, la capa se preenvejece artificialmente.
Conexión Kelvin - medición a cuatro hilos
Algunos modelos de resistencias de potencia ofrecen, además de las dos conexiones estándar, salidas adicionales como opción, que permiten la medición Kelvin de 4 polos. Si el valor de la resistencia de potencia es particularmente pequeño, entonces las resistencias terminales (y/o otras resistencias en la línea) pueden tener un tamaño similar al de la propia resistencia de potencia. Entonces, la tensión de caída en la resistencia de potencia, y por tanto también la potencia consumida por la propia resistencia de potencia, ya no puede controlarse directamente sobre toda la caída de tensión en las líneas de alimentación y drenaje. Las dos conexiones adicionales permiten medir directamente la caída de tensión en la resistencia a través de otro dispositivo de medición. Esto significa que se puede calcular la corriente porque se conoce la resistencia y, además, se puede calcular la potencia en la resistencia de potencia. De esta forma, se puede supervisar el sistema durante su funcionamiento.
Las resistencias de potencia son muy resistentes y están diseñadas para soportar altas temperaturas. Soportan grandes valores de tensión y potencia con gran precisión y estrechas tolerancias. Dependiendo del elemento de la resistencia, tienen un excelente comportamiento de los impulsos y un bajo ruido de corriente con una alta fiabilidad. Además, las carcasas de las resistencias con disipación de calor, óptimamente diseñadas, abren un amplio campo de aplicaciones.
Nuestra cartera cubre los valores de potencia para aplicaciones de precisión. Se puede realizar casi cualquier valor de resistencia dentro de las posibilidades técnicas. Los procesos especiales permiten, por ejemplo, la producción de resistencias con las menores inductancias y adaptaciones de las conexiones por posición y paso para su aplicación.
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