چه باید بدانیم
- مقاومت های قدرت در الکترونیک برای اتلاف انرژی با کنترل جریان و ولتاژ استفاده می شود.
- رتبه‌بندی قدرت یک مقاومت مشخص می‌کند که مقاومت چقدر می‌تواند با خیال راحت تحمل کند، قبل از اینکه آسیب دائمی ببیند.
- اکثر برنامه های الکترونیکی از مقاومت های کم مصرف، معمولاً 1/8 وات یا کمتر استفاده می کنند. مقاومت های پرقدرت 1 وات یا بهتر است، از جمله محدوده کیلووات.
این مقاله نحوه عملکرد این مقاومت ها را توضیح می دهد و نگاهی به انواع مقاومت ها دارد.
اصول مقاومت قدرت
توان تلف شده توسط یک مقاومت را می توان با استفاده از قانون اول ژول (قدرت=ولتاژ x جریان) پیدا کرد. توان تلف شده به گرما تبدیل می شود و دمای مقاومت را افزایش می دهد. دمای یک مقاومت تا زمانی که به نقطه‌ای برسد که گرمای پخش شده از طریق هوا، صفحه مدار و محیط اطراف گرمای تولید شده را متعادل کند، بالا می‌رود.
بسته به وات مورد نیاز، ممکن است یک دستگاه برای جلوگیری از گرمای بیش از حد نیاز به یک مقاومت با قدرت بالا داشته باشد. پایین نگه داشتن دمای یک مقاومت برای کنترل جریان های بیشتر بدون تخریب یا آسیب ضروری است.
کارکردن یک مقاومت قدرت بالاتر از توان و دمای نامی آن می تواند منجر به عواقب شدیدی شود، از جمله تغییر در مقدار مقاومت، کاهش عمر کاری، مدارهای باز، یا آتش سوزی الکتریکی. برای جلوگیری از چنین خرابی‌هایی، مقاومت‌های قدرت اغلب بر اساس شرایط عملیاتی مورد انتظار کاهش می‌یابند.
مقاومت های قدرت معمولاً بزرگتر از اجزای همتای خود هستند.اندازه افزایش یافته به دفع گرما کمک می کند و اغلب برای ارائه گزینه های نصب هیت سینک استفاده می شود. مقاومت‌های پرقدرت نیز در بسته‌های مقاوم در برابر شعله موجود هستند تا خطر خرابی خطرناک را کاهش دهند.
خط پایین
اکثر برنامه های الکترونیکی از مقاومت های کم مصرف، معمولاً 1/8 وات یا کمتر استفاده می کنند. با این حال، کاربردهایی مانند منابع تغذیه، ترمزهای دینامیکی، تبدیل توان، تقویت کننده ها و گرمکن ها اغلب به مقاومت های با قدرت بالا نیاز دارند. به طور کلی، مقاومت های پرقدرت 1 وات یا بیشتر درجه بندی می شوند. برخی در محدوده کیلووات موجود هستند.
تقاطع مقاومت قدرت
درجه بندی وات مقاومت های قدرت در دمای 25 درجه سانتیگراد مشخص شده است. با بالا رفتن دمای یک مقاومت برق از 25 درجه سانتیگراد، قدرتی که مقاومت می تواند به طور ایمن از عهده آن برآید شروع به کاهش می کند. برای تنظیم شرایط عملیاتی مورد انتظار، سازندگان نمودار درجه بندی ارائه می دهند.این نمودار کاهش نشان می دهد که مقاومت با بالا رفتن دمای مقاومت چقدر توان را تحمل می کند.
از آنجایی که 25 درجه سانتیگراد دمای معمولی اتاق است، و هر توانی که توسط یک مقاومت برق تلف می شود، گرما تولید می کند، اجرای یک مقاومت قدرت در سطح توان نامی آن اغلب دشوار است. برای در نظر گرفتن تاثیر دمای عملیاتی مقاومت، سازندگان منحنی کاهش توان را برای کمک به طراحان برای تنظیم محدودیت‌های دنیای واقعی ارائه می‌کنند. بهتر است از منحنی کاهش توان به عنوان یک راهنما استفاده کنید و در محدوده عملیاتی پیشنهادی بمانید. هر نوع مقاومت دارای منحنی کاهش متفاوت و حداکثر تحمل عملکرد متفاوت است.
چندین عامل خارجی می توانند بر منحنی کاهش توان یک مقاومت تأثیر بگذارند. افزودن خنک کننده هوای اجباری، یک هیت سینک یا یک پایه قطعات بهتر برای کمک به دفع گرمای تولید شده توسط مقاومت به آن اجازه می دهد تا توان بیشتری را اداره کند و دمای پایین تری را حفظ کند. با این حال، عوامل دیگری مانند محفظه ای که گرمای تولید شده در محیط اطراف را حفظ می کند، اجزای سازنده گرما در نزدیکی و عوامل محیطی مانند رطوبت و ارتفاع، بر ضد خنک شدن کار می کنند.
انواع مقاومت های پرقدرت
هر نوع مقاومت قدرت قابلیت های متفاوتی را برای کاربردهای مختلف مقاومت ارائه می دهد. به عنوان مثال، مقاومت‌های سیم‌پیچ دارای انواع مختلفی هستند، از جمله طراحی‌های روی سطح، شعاعی، محوری و پایه شاسی برای اتلاف گرما بهینه. مقاومت های سیمی غیر القایی نیز برای کاربردهای توان پالس بالا در دسترس هستند. برای کاربردهای بسیار پرقدرت، مانند ترمز پویا، مقاومت سیم نیکروم ایده آل است، به خصوص زمانی که انتظار می رود بار صدها یا هزاران وات باشد. از مقاومت های سیم نیکروم نیز می توان به عنوان عناصر گرمایشی استفاده کرد.
انواع رایج مقاومت ها عبارتند از:
- مقاومت های سیمی
- مقاومت های سیمانی
- مقاومت های فیلم
- فیلم فلزی
- کامپوزیت کربن
- سیم نیکروم
انواع مقاومت ممکن است به شکل فاکتورهای مختلفی مانند:
- مقاومت DPAK
- مقاومت های شاسی
- مقاومت های شعاعی (ایستاده)
- مقاومت های محوری
- مقاومت های نصب سطحی
- مقاومت‌های عبوری
