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Resistori di potenza
Con tecnologia a filo o a film metallico
Resistori di potenza guida
Indice
Che cos'è un resistore di potenza?
Le resistenze di potenza appartengono a una classe speciale di resistenze elettriche. Le resistenze elettriche sono componenti elettricamente passivi che limitano il flusso di corrente attraverso un circuito elettrico. La caratteristica principale dei resistori di potenza è la loro idoneità all'uso ad alta potenza, cioè a carichi molto elevati e alle temperature che ne derivano.
Limiti di potenza - la curva di declassamento della potenza
La potenza elettrica si forma moltiplicando la corrente e la tensione o per il rapporto tra il quadrato della tensione e il valore della resistenza o moltiplicando il quadrato della corrente per la resistenza:
P = I*U = I²*R = U²/R
Pertanto, la potenza elettrica segue una funzione quadratica della corrente o della tensione, vale a dire che un aumento della corrente o della tensione, ad esempio, del 20% porta a un aumento della potenza del 44%. Questa regolarità deve essere presa in considerazione nella scelta del componente. Inoltre, il trasferimento termico della perdita di calore deve essere consentito dall'elevato consumo di energia. La dissipazione del calore è supportata dai materiali utilizzati per gli alloggiamenti dei resistori. Spesso si tratta di alloggiamenti in alluminio con alette di raffreddamento aggiuntive per la dissipazione del calore o di alloggiamenti in ceramica per la dissipazione del calore. Inoltre, vengono utilizzati dissipatori di calore adeguatamente dimensionati, solitamente sotto forma di piastre di alluminio, su cui viene montato il resistore, se necessario insieme a una pasta termoconduttiva. Nelle schede tecniche dei resistori di potenza è solitamente riportata una curva che mostra la relazione tra la potenza massima consentita e la temperatura ambiente, la curva di declassamento della potenza.
Funzionamento a impulsi
Le resistenze di potenza sono utilizzate come protezione per l'elettronica quando è necessario assorbire per breve tempo correnti elevate per proteggere altri componenti dal sovraccarico. Ciò può accadere, ad esempio, quando si accendono e si spengono grandi utenze o in caso di fulmini. Le resistenze di potenza sono particolarmente adatte a queste applicazioni con elevati carichi impulsivi. Un esempio è l'uso nei defibrillatori. In un breve periodo di tempo rilasciano un'elevata quantità di energia che può essere assorbita senza problemi da resistenze di potenza specifiche per il funzionamento a impulsi. Per i modelli adatti, consultare la scheda tecnica per il funzionamento a impulsi. A seconda dei valori della resistenza, della frequenza di ripetizione degli impulsi e della temperatura di esercizio, questi valori cambiano, pertanto i grafici devono essere letti con cautela.
Tecnologie dei materiali dei resistori di potenza
La tecnologia a filo metallico o a film metallico è particolarmente diffusa come tecnologia per i resistori di potenza. Le due tecnologie differiscono fondamentalmente nella costruzione dell'elemento di resistenza e nei materiali utilizzati, nonché nelle proprietà che ne derivano.
Resistori a filo avvolto
I resistori a filo avvolto sono prodotti avvolgendo un filo attorno a un nucleo portante. I resistori di precisione a filo avvolto sono caratterizzati da una resistenza ESD particolarmente elevata, da un basso rumore e da un basso coefficiente di temperatura. A causa dell'avvolgimento, tuttavia, questi componenti presentano valori non trascurabili di induttanza e capacità, che possono causare problemi nelle applicazioni ad alta frequenza. Esistono diversi metodi di avvolgimento di questi componenti, che presentano vantaggi e svantaggi diversi a seconda del metodo. Consultate la nostra guida ai resistori avvolti a filo. Tuttavia, i resistori avvolti a filo raggiungono una stabilità a lungo termine e una stabilità termica comparativamente migliori rispetto ai resistori a film metallico e possono essere forniti con determinati valori di resistenza specifici per il cliente adattando l'avvolgimento.
Resistori a film metallico / a film sottile
I resistori a film metallico hanno un vantaggio soprattutto nelle applicazioni ad alta frequenza, perché hanno valori molto bassi di induttanza e capacità. Per la produzione di un resistore a film metallico vengono utilizzati numerosi processi. Su un substrato ceramico viene depositato uno strato metallico di piccolo spessore (il film sottile). Questo strato presenta un'elevata resistenza su un'area relativamente piccola. Lo spessore dello strato viene variato in base al valore di resistenza desiderato. Fondamentalmente, i resistori a film sottile hanno un comportamento di invecchiamento pronunciato, poiché il film sottile è suscettibile all'ossidazione e all'automordenzatura. Per i componenti di precisione, lo strato viene quindi preinvecchiato artificialmente.
Connessione Kelvin - Misura a quattro fili
Oltre alle due connessioni standard, alcuni modelli di resistenze di potenza offrono uscite aggiuntive come opzione, che consentono la misurazione Kelvin a 4 poli. Se il valore di resistenza della resistenza di potenza è piccolo, le resistenze di collegamento (e/o altre resistenze nella linea) possono essere di dimensioni simili alla resistenza di potenza stessa. In questo caso, la caduta di tensione sulla resistenza di potenza, e quindi la potenza consumata dalla resistenza di potenza stessa, non può più essere monitorata direttamente sull'intera caduta di tensione sulle linee di alimentazione e di scarica.
I due collegamenti aggiuntivi consentono di misurare direttamente la caduta di tensione sul resistore tramite un ulteriore dispositivo di misurazione. In questo modo, la corrente è calcolabile perché la resistenza è nota e inoltre è possibile calcolare la potenza sul resistore di potenza. Il sistema può quindi essere monitorato durante il funzionamento.
I resistori di potenza sono altamente resistenti e progettati per intervalli di temperatura elevati. Resistono a valori di tensione e potenza elevati con elevata precisione e tolleranze ristrette. A seconda dell'elemento resistivo, presentano un eccellente comportamento a impulsi e un basso rumore di corrente con un'elevata affidabilità. Inoltre, gli alloggiamenti progettati in modo ottimale delle resistenze a dissipazione di calore aprono un'ampia gamma di applicazioni.
Il nostro portafoglio comprende valori di prestazione per applicazioni di precisione. Nell'ambito delle possibilità tecniche, è possibile realizzare quasi tutti i valori di resistenza. Ad esempio, processi speciali ci permettono di produrre resistenze con induttanza molto bassa e di adattare la posizione e il passo dei terminali alle vostre applicazioni.
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