Cosa sapere
- I resistori di potenza vengono utilizzati nell'elettronica per dissipare l'energia controllando il flusso di corrente e la tensione.
- La potenza nominale di un resistore definisce quanta potenza un resistore può gestire in sicurezza prima che inizi a subire danni permanenti.
- La maggior parte delle applicazioni elettroniche utilizza resistori a bassa potenza, in genere 1/8 di watt o meno. I resistori ad alta potenza hanno una potenza nominale di 1 watt o superiore, inclusa la gamma di kilowatt.
Questo articolo spiega come funzionano questi resistori e include uno sguardo a una varietà di tipi di resistori.
Nozioni di base sui resistori di potenza
La potenza dissipata da un resistore può essere trovata utilizzando la prima legge di Joule (Potenza=Tensione x Corrente). La potenza dissipata viene convertita in calore e aumenta la temperatura del resistore. La temperatura di un resistore continua a salire fino a raggiungere un punto in cui il calore dissipato attraverso l'aria, il circuito stampato e l'ambiente circostante bilancia il calore generato.
A seconda della potenza richiesta, un dispositivo potrebbe aver bisogno di una resistenza ad alta potenza per prevenire il surriscaldamento. Mantenere bassa la temperatura di un resistore è necessario per gestire correnti maggiori senza deterioramento o danneggiamento.
Il funzionamento di un resistore di potenza al di sopra della sua potenza e temperatura nominali può causare gravi conseguenze, tra cui variazioni del valore della resistenza, vita operativa ridotta, circuiti aperti o incendi elettrici. Per evitare tali guasti, i resistori di potenza vengono spesso ridotti in base alle condizioni operative previste.
I resistori di potenza sono generalmente più grandi dei componenti della loro controparte. Le dimensioni maggiori aiutano a dissipare il calore e sono spesso utilizzate per fornire opzioni di montaggio per i dissipatori di calore. I resistori ad alta potenza sono disponibili anche in contenitori ignifughi per ridurre il rischio di una condizione di guasto pericolosa.
Linea inferiore
La maggior parte delle applicazioni elettroniche utilizza resistori a bassa potenza, in genere 1/8 di watt o meno. Tuttavia, applicazioni come alimentatori, freni dinamici, conversione di potenza, amplificatori e riscaldatori richiedono spesso resistori ad alta potenza. In genere, i resistori ad alta potenza hanno una potenza nominale di 1 watt o superiore. Alcuni sono disponibili nella gamma kilowatt.
Declassamento della resistenza di potenza
La potenza nominale dei resistori di potenza è specificata a una temperatura di 25°C. Quando la temperatura di un resistore di potenza supera i 25°C, la potenza che il resistore può gestire in sicurezza inizia a diminuire. Per adeguarsi alle condizioni operative previste, i produttori forniscono un grafico di declassamento. Questo grafico di declassamento mostra quanta potenza può sopportare il resistore quando la temperatura del resistore aumenta.
Poiché 25°C è la temperatura ambiente tipica e qualsiasi potenza dissipata da un resistore di potenza genera calore, è spesso difficile far funzionare un resistore di potenza al livello di potenza nominale. Per tenere conto dell'impatto della temperatura di esercizio del resistore, i produttori forniscono una curva di declassamento della potenza per aiutare i progettisti ad adattarsi ai limiti del mondo reale. È meglio utilizzare la curva di declassamento della potenza come linea guida e rimanere all'interno dell'area operativa suggerita. Ogni tipo di resistore ha una curva di declassamento diversa e diverse tolleranze massime di funzionamento.
Diversi fattori esterni possono influire sulla curva di declassamento della potenza di un resistore. L'aggiunta di un raffreddamento ad aria forzata, un dissipatore di calore o un supporto per componenti migliore per aiutare a dissipare il calore generato dal resistore gli consente di gestire più potenza e mantenere una temperatura più bassa. Tuttavia, altri fattori agiscono contro il raffreddamento, come l'involucro che mantiene il calore generato nell'ambiente circostante, i componenti che generano calore nelle vicinanze e fattori ambientali come l'umidità e l' altitudine.
Tipi di resistori ad alta potenza
Ogni tipo di resistore di potenza offre capacità diverse per diverse applicazioni di resistori. I resistori ad avvolgimento, ad esempio, sono disponibili in una varietà di fattori di forma, inclusi design a montaggio superficiale, radiale, assiale e su telaio per una dissipazione del calore ottimale. Sono disponibili anche resistori a filo avvolto non induttivi per applicazioni ad alta potenza pulsata. Per applicazioni ad altissima potenza, come la frenatura dinamica, i resistori a filo di nichelcromo sono ideali, soprattutto quando si prevede che il carico sarà di centinaia o migliaia di watt. Le resistenze a filo di nichelcromo possono essere utilizzate anche come elementi riscaldanti.
I tipi comuni di resistori includono:
- Resistori a filo avvolto
- Resistori di cemento
- Resistori a pellicola
- Film di metallo
- Composito di carbonio
- Filo di nichelcromo
Diversi tipi di resistori possono avere vari fattori di forma come:
- Resistori DPAK
- Resistori su telaio
- Resistori radiali (in piedi)
- Resistori assiali
- Resistori a montaggio superficiale
- Resistori passanti
