Τι πρέπει να γνωρίζετε
- Οι αντιστάσεις ισχύος χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά για να διαχέουν ενέργεια ελέγχοντας τη ροή και την τάση ρεύματος.
- Η βαθμολογία ισχύος μιας αντίστασης καθορίζει πόση ισχύ μπορεί να χειριστεί με ασφάλεια μια αντίσταση προτού αρχίσει να υφίσταται μόνιμη ζημιά.
- Οι περισσότερες ηλεκτρονικές εφαρμογές χρησιμοποιούν αντιστάσεις χαμηλής ισχύος, συνήθως 1/8 βατ ή λιγότερο. Οι αντιστάσεις υψηλής ισχύος αξιολογούνται στο 1 watt ή καλύτερο, συμπεριλαμβανομένου του εύρους κιλοβάτ.
Αυτό το άρθρο εξηγεί πώς λειτουργούν αυτές οι αντιστάσεις και περιλαμβάνει μια ματιά σε διάφορους τύπους αντιστάσεων.
Βασικά στοιχεία της αντίστασης ισχύος
Η ισχύς που καταναλώνεται από μια αντίσταση μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας τον πρώτο νόμο του Joule (Ισχύς=Τάση x Ρεύμα). Η ισχύς που διαχέεται μετατρέπεται σε θερμότητα και αυξάνει τη θερμοκρασία της αντίστασης. Η θερμοκρασία μιας αντίστασης συνεχίζει να ανεβαίνει μέχρι να φτάσει σε ένα σημείο όπου η θερμότητα που διαχέεται μέσω του αέρα, της πλακέτας κυκλώματος και του περιβάλλοντος περιβάλλοντος εξισορροπεί τη θερμότητα που παράγεται.
Ανάλογα με την απαιτούμενη ισχύ, μια συσκευή μπορεί να χρειάζεται μια αντίσταση υψηλής ισχύος για την αποφυγή υπερθέρμανσης. Η διατήρηση της θερμοκρασίας μιας αντίστασης χαμηλή είναι απαραίτητη για τη διαχείριση μεγαλύτερων ρευμάτων χωρίς υποβάθμιση ή ζημιά.
Η λειτουργία μιας αντίστασης ισχύος πάνω από την ονομαστική της ισχύ και θερμοκρασία μπορεί να έχει σοβαρές συνέπειες, όπως αλλαγές στην τιμή αντίστασης, μειωμένη διάρκεια ζωής, ανοιχτά κυκλώματα ή ηλεκτρικές πυρκαγιές. Για την αποφυγή τέτοιων αστοχιών, οι αντιστάσεις ισχύος συχνά μειώνονται με βάση τις αναμενόμενες συνθήκες λειτουργίας.
Οι αντιστάσεις ισχύος είναι συνήθως μεγαλύτερες από τα αντίστοιχα εξαρτήματά τους. Το αυξημένο μέγεθος βοηθά στη διάχυση της θερμότητας και χρησιμοποιείται συχνά για την παροχή επιλογών τοποθέτησης για ψύκτρες. Οι αντιστάσεις υψηλής ισχύος διατίθενται επίσης σε συσκευασίες επιβραδυντικής φλόγας για τη μείωση του κινδύνου επικίνδυνης κατάστασης αστοχίας.
Κατώτατη γραμμή
Οι περισσότερες ηλεκτρονικές εφαρμογές χρησιμοποιούν αντιστάσεις χαμηλής ισχύος, συνήθως 1/8 βατ ή λιγότερο. Ωστόσο, εφαρμογές όπως τα τροφοδοτικά, τα δυναμικά φρένα, η μετατροπή ισχύος, οι ενισχυτές και οι θερμαντήρες απαιτούν συχνά αντιστάσεις υψηλής ισχύος. Γενικά, οι αντιστάσεις υψηλής ισχύος βαθμολογούνται στο 1 watt ή περισσότερο. Μερικά είναι διαθέσιμα στην περιοχή κιλοβάτ.
Μείωση αντίστασης ισχύος
Η ονομαστική ισχύς των αντιστάσεων ισχύος καθορίζεται σε θερμοκρασία 25C. Καθώς η θερμοκρασία μιας αντίστασης ισχύος ανεβαίνει πάνω από τους 25 C, η ισχύς που μπορεί να χειριστεί με ασφάλεια η αντίσταση αρχίζει να πέφτει. Για την προσαρμογή των αναμενόμενων συνθηκών λειτουργίας, οι κατασκευαστές παρέχουν ένα διάγραμμα μείωσης. Αυτό το διάγραμμα υποβάθμισης δείχνει πόση ισχύ μπορεί να αντέξει η αντίσταση καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία της αντίστασης.
Δεδομένου ότι οι 25 C είναι η τυπική θερμοκρασία δωματίου και οποιαδήποτε ισχύς που διαχέεται από μια αντίσταση ισχύος παράγει θερμότητα, η λειτουργία μιας αντίστασης ισχύος στο ονομαστικό επίπεδο ισχύος της είναι συχνά δύσκολη. Για να λάβουν υπόψη τον αντίκτυπο της θερμοκρασίας λειτουργίας της αντίστασης, οι κατασκευαστές παρέχουν μια καμπύλη μείωσης ισχύος για να βοηθήσουν τους σχεδιαστές να προσαρμόσουν τους περιορισμούς του πραγματικού κόσμου. Είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε την καμπύλη μείωσης ισχύος ως κατευθυντήρια γραμμή και να παραμείνετε εντός της προτεινόμενης περιοχής λειτουργίας. Κάθε τύπος αντίστασης έχει διαφορετική καμπύλη μείωσης και διαφορετικές μέγιστες ανοχές λειτουργίας.
Διάφοροι εξωτερικοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την καμπύλη μείωσης ισχύος μιας αντίστασης. Η προσθήκη εξαναγκασμένης ψύξης αέρα, ψύκτρας ή καλύτερης βάσης εξαρτημάτων για να βοηθήσει στη διάχυση της θερμότητας που παράγεται από την αντίσταση, της επιτρέπει να χειρίζεται περισσότερη ισχύ και να διατηρεί χαμηλότερη θερμοκρασία. Ωστόσο, άλλοι παράγοντες λειτουργούν ενάντια στην ψύξη, όπως το περίβλημα που διατηρεί τη θερμότητα που παράγεται στο περιβάλλον, τα κοντινά εξαρτήματα που παράγουν θερμότητα και οι περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως η υγρασία και το υψόμετρο.
Τύποι αντιστάσεων υψηλής ισχύος
Κάθε τύπος αντίστασης ισχύος προσφέρει διαφορετικές δυνατότητες για διαφορετικές εφαρμογές αντιστάσεων. Οι αντιστάσεις με σύρμα, για παράδειγμα, διατίθενται σε διάφορους παράγοντες μορφής, συμπεριλαμβανομένων σχεδίων επιφανειακής τοποθέτησης, ακτινικής, αξονικής και βάσης πλαισίου για βέλτιστη απαγωγή θερμότητας. Μη επαγωγικές αντιστάσεις με σύρμα είναι επίσης διαθέσιμες για εφαρμογές υψηλής ισχύος. Για εφαρμογές πολύ υψηλής ισχύος, όπως το δυναμικό φρενάρισμα, οι αντιστάσεις νικρώματος σύρματος είναι ιδανικές, ειδικά όταν το φορτίο αναμένεται να είναι εκατοντάδες ή χιλιάδες Watt. Οι αντιστάσεις σύρματος Nichrome μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως θερμαντικά στοιχεία.
Κοινοί τύποι αντιστάσεων περιλαμβάνουν:
- αντιστάσεις περιέλιξης
- αντιστάσεις τσιμέντου
- αντιστάσεις φιλμ
- Μεταλλική ταινία
- Σύνθετο άνθρακα
- Σύρμα Nichrome
Διαφορετικοί τύποι αντιστάσεων μπορεί να υπάρχουν σε διάφορους παράγοντες όπως:
- αντιστάσεις DPAK
- αντιστάσεις στήριξης σασί
- Ακτινικές (όρθιες) αντιστάσεις
- Αξονικές αντιστάσεις
- αντιστάσεις επιφανειακής στήριξης
- αντιστάσεις διαμπερούς οπής
