Resistores de Potência - Peças e Funções Eletrônicas

A maioria das aplicações eletrônicas usa resistores de baixa potência, normalmente um 1/8 de watt ou menos. No entanto, aplicações como fontes de alimentação, freios dinâmicos, conversão de energia, amplificadores e aquecedores geralmente exigem resistores de alta potência. Geralmente, os resistores de alta potência são resistores classificados para cargas de 1 watt ou maiores e estão disponíveis na faixa de quilowatts.

Noções básicas sobre resistências de potência

A classificação de potência de um resistor define quanta potência um resistor pode manipular com segurança antes que o resistor comece a sofrer danos permanentes. A potência dissipada por um resistor pode ser encontrada facilmente usando a primeira lei de Joule, Power = Voltage x Current. A potência dissipada pelo resistor é convertida em calor e aumenta a temperatura do resistor. A temperatura de um resistor continuará subindo até atingir um ponto em que o calor dissipado pelo ar, a placa de circuito e o ambiente circundante equilibram o calor gerado. Manter a temperatura de um resistor baixo evitará danos ao resistor e permitirá que ele manuseie correntes maiores sem degradação ou danos. Operar um resistor de potência acima de sua potência e temperatura pode resultar em severas conseqüências, incluindo uma mudança no valor da resistência, redução no tempo de operação, circuito aberto ou temperaturas tão altas que o resistor pode pegar fogo ou pegar fogo em materiais adjacentes. Para evitar esses modos de falha, os resistores de energia são geralmente reduzidos com base nas condições operacionais esperadas.

Os resistores de potência geralmente são maiores que seus equivalentes de baixa potência. O tamanho aumentado ajuda a dissipar o calor e muitas vezes é usado para fornecer opções de montagem para dissipadores de calor. Os resistores de alta potência também costumam estar disponíveis em pacotes retardadores de chamas para reduzir o risco de uma condição de falha perigosa.

Derating de resistência de energia

A potência nominal dos resistores de potência é especificada a uma temperatura de 25 ° C. Como a temperatura de um resistor de potência sobe acima de 25 ° C, a energia que o resistor pode suportar a segurança começa a cair. Para ajustar as condições operacionais esperadas, os fabricantes fornecem um gráfico de desclassificação que mostra quanta potência o resistor pode suportar à medida que a temperatura do resistor sobe. Como 25C é uma temperatura ambiente típica, e qualquer energia dissipada por um resistor de energia gera calor, executar um resistor de energia em seu nível de potência nominal é geralmente muito difícil. Para explicar o impacto da temperatura de operação dos fabricantes de resistores, forneça uma curva de redução de potência para ajudar os projetistas a se ajustarem às limitações do mundo real. É melhor usar a curva de redução de potência como diretriz e ficar bem dentro da área de operação sugerida. Cada tipo de resistor terá uma curva de redução de carga diferente e diferentes tolerâncias operacionais máximas.

Vários fatores externos podem afetar a curva de redução de potência de um resistor. Adicionar resfriamento a ar forçado, um dissipador de calor ou um melhor componente para ajudar a dissipar o calor gerado pelo resistor permitirá que um resistor manuseie mais energia e mantenha uma temperatura mais baixa. No entanto, outros fatores atuam contra o resfriamento, como o gabinete mantendo o calor gerado no ambiente, componentes geradores de calor próximos e fatores ambientais, como umidade e altitude.

Tipos de resistores de alta potência

Vários tipos de resistores de alta potência estão disponíveis no mercado. Cada tipo de resistor oferece diferentes recursos para diferentes aplicações. Os resistores de fio enrolado são comuns e estão disponíveis em uma ampla variedade de formatos, de montagem em superfície, radial, axial e em projeto de montagem no chassi para uma dissipação de calor ideal. Resistores de fio enrolado não indutivos também estão disponíveis para aplicações de alta potência pulsada. Para aplicações de potência muito alta, como a frenagem dinâmica, os resistores de fio nicromo, também usados como elementos de aquecimento, são boas opções, especialmente quando se espera que a carga seja de centenas a milhares de watts.