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Resistências de potência
Com tecnologia wirewound ou de película metálica
Guia Resistências de potência
Índice
O que é uma resistência de potência?
As resistências de potência pertencem a uma classe especial de resistências eléctricas. As resistências eléctricas são componentes eletricamente passivos que limitam o fluxo de corrente através de um circuito elétrico. A principal caraterística especial das resistências de potência é a sua aptidão para utilização a alta potência, ou seja, a cargas muito elevadas e às temperaturas daí resultantes. Deve ser dada especial atenção ao consumo máximo de energia dos componentes devido à perda de energia, causada pelo calor gerado durante o funcionamento.
Limites de potência - a curva de redução de potência
A potência eléctrica é formada pela multiplicação da corrente e da tensão ou pela relação entre o quadrado da tensão e o valor da resistência ou pela multiplicação do quadrado da corrente pela resistência:
P = I*U = I²*R = U²/R
Por conseguinte, a potência eléctrica segue uma função quadrada da corrente ou da tensão, ou seja, um aumento da corrente ou da tensão de, por exemplo, 20% conduz a um aumento de potência de 44%. Esta regularidade deve ser tida em conta na seleção do componente. Além disso, a transferência térmica da perda de calor deve ser activada pelo elevado consumo de energia. A dissipação de calor é suportada pelos materiais utilizados nos invólucros das resistências. São frequentemente caixas de alumínio com alhetas de arrefecimento adicionais para dissipação de calor ou caixas feitas de cerâmica para dissipação de calor. Além disso, são utilizados dissipadores de calor com dimensões adequadas, normalmente sob a forma de placas de alumínio, nos quais a resistência é montada, se necessário juntamente com uma pasta condutora de calor. Nas folhas de dados das resistências de potência existe normalmente uma curva que mostra a relação entre a potência máxima permitida e a temperatura ambiente, a curva de redução de potência.
Funcionamento por impulsos
As resistências de potência são utilizadas como proteção para a eletrónica quando é necessário absorver correntes elevadas durante um curto período de tempo para proteger outros componentes de sobrecarga. Isto pode acontecer, por exemplo, quando se ligam e desligam grandes consumidores ou em caso de queda de um raio. As resistências de potência são particularmente adequadas para estas aplicações com cargas de impulsos elevados. Um exemplo é a utilização em desfibrilhadores. Num curto período de tempo, estes libertam uma elevada quantidade de energia que pode ser absorvida por resistências de potência especificadas para funcionamento por impulsos sem quaisquer problemas para este tempo de impulso. Para modelos adequados, consulte a folha de dados para operação pulsada. Dependendo dos valores da resistência, da taxa de repetição de impulsos e da temperatura de funcionamento, estes valores alteram-se, pelo que os gráficos devem ser lidos com cuidado.
Tecnologias de materiais para resistências de potência
A tecnologia de fio metálico ou de película metálica é particularmente comum como tecnologias para resistências de potência. As duas tecnologias diferem fundamentalmente na construção do elemento da resistência e nos materiais utilizados, bem como nas propriedades resultantes.
Resistências de fio enrolado
As resistências wirewound são fabricadas enrolando um fio à volta de um núcleo de suporte. As resistências de precisão wirewound são caracterizadas por uma resistência ESD particularmente elevada, baixo ruído e um baixo coeficiente de temperatura. No entanto, devido ao enrolamento, estes componentes têm valores não negligenciáveis de indutância e capacitância, o que pode levar a problemas em aplicações de alta frequência. Existem diferentes métodos de enrolamento destes componentes, que têm diferentes vantagens e desvantagens consoante o método. Consulte o nosso guia sobre resistências bobinadas. No entanto, as resistências enroladas em fio alcançam uma estabilidade a longo prazo e estabilidade de temperatura comparativamente melhores do que as resistências de película metálica e podem ser fornecidas com determinados valores de resistência específicos do cliente, adaptando o enrolamento.
Resistências de película metálica / película fina
As resistências de película metálica têm uma vantagem, especialmente em aplicações de alta frequência, porque têm valores muito baixos de indutância e capacitância. Para a produção de uma resistência de película metálica são utilizados vários processos. Sobre um substrato cerâmico é depositada uma camada metálica de pequena espessura (a película fina). Esta camada tem uma resistência elevada numa área comparativamente pequena. A espessura da camada varia consoante o valor de resistência pretendido. Basicamente, as resistências de película fina têm um comportamento de envelhecimento pronunciado, uma vez que a película fina é suscetível à oxidação e à auto-corrosão. Para componentes de precisão, a camada é, por isso, artificialmente pré-envelhecida.
Ligação Kelvin - Medição a quatro fios
Para além das duas ligações padrão, alguns modelos de resistências de potência oferecem saídas adicionais como opção, que permitem a medição Kelvin de 4 pólos. Se o valor da resistência da resistência de potência for pequeno, as resistências de ligação (e/ou outras resistências na linha) podem ser semelhantes em tamanho à própria resistência de potência. Neste caso, a queda de tensão na resistência de potência e, portanto, a potência consumida pela própria resistência de potência, já não pode ser diretamente monitorizada ao longo de toda a queda de tensão nas linhas de alimentação e descarga.
As duas ligações adicionais permitem a medição direta da queda de tensão na resistência através de um outro dispositivo de medição. Assim, a corrente é calculável porque a resistência é conhecida e, adicionalmente, a potência na resistência de potência é calculável. O sistema pode então ser monitorizado durante o funcionamento.
As resistências de potência são altamente resistentes e concebidas para gamas de temperaturas elevadas. Resistem a valores elevados de tensão e potência com elevada precisão e tolerâncias estreitas. Dependendo do elemento resistivo, apresentam um excelente comportamento de impulso e baixo ruído de corrente com elevada fiabilidade. Além disso, as caixas optimizadas das resistências de dissipação de calor permitem uma vasta gama de aplicações.
A nossa gama inclui valores de desempenho para aplicações de precisão. Quase todos os valores de resistência podem ser realizados dentro do âmbito das possibilidades técnicas. Por exemplo, processos especiais permitem-nos produzir resistências com indutância muito baixa e adaptar a posição e o passo dos terminais à sua aplicação.
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