ما يجب معرفته
- تُستخدم مقاومات القدرة في الإلكترونيات لتبديد الطاقة عن طريق التحكم في تدفق التيار والجهد.
- يحدد تصنيف قدرة المقاوم مقدار الطاقة التي يمكن للمقاوم التعامل معها بأمان قبل أن يبدأ في التعرض لضرر دائم.
- تستخدم معظم التطبيقات الإلكترونية مقاومات منخفضة الطاقة ، عادةً 1/8 واط أو أقل. المقاومات عالية الطاقة مصنفة ب 1 وات أو أفضل ، بما في ذلك نطاق كيلووات.
تشرح هذه المقالة كيفية عمل هذه المقاومات وتتضمن نظرة على مجموعة متنوعة من أنواع المقاومات.
أساسيات مقاومة الطاقة
يمكن العثور على الطاقة التي يتبددها المقاوم باستخدام قانون جول الأول (الطاقة=الجهد × التيار). يتم تحويل الطاقة المشتتة إلى حرارة وتزيد من درجة حرارة المقاوم. تستمر درجة حرارة المقاوم في الارتفاع حتى تصل إلى النقطة التي تتبدد فيها الحرارة عبر الهواء ، ولوحة الدائرة ، والبيئة المحيطة توازن الحرارة المتولدة.
اعتمادًا على القوة الكهربائية المطلوبة ، قد يحتاج الجهاز إلى مقاوم عالي الطاقة لمنع ارتفاع درجة الحرارة. الحفاظ على درجة حرارة المقاوم منخفضة ضروري للتعامل مع التيارات الكبيرة دون تدهور أو تلف.
يمكن أن يؤدي تشغيل مقاوم طاقة أعلى من قوته ودرجة حرارته المقدرة إلى عواقب وخيمة ، بما في ذلك التغيرات في قيمة المقاومة ، أو تقليل العمر التشغيلي ، أو الدوائر المفتوحة ، أو الحرائق الكهربائية. لتجنب مثل هذه الإخفاقات ، غالبًا ما يتم اشتقاق مقاومات الطاقة بناءً على ظروف التشغيل المتوقعة.
مقاومات القدرة عادة ما تكون أكبر من المكونات المقابلة لها.يساعد الحجم المتزايد على تبديد الحرارة وغالبًا ما يستخدم لتوفير خيارات تركيب لمبددات الحرارة. المقاومات عالية الطاقة متوفرة أيضًا في عبوات مثبطة للهب لتقليل مخاطر حالة الانهيار الخطير.
الخط السفلي
تستخدم معظم التطبيقات الإلكترونية مقاومات منخفضة الطاقة ، عادةً 1/8 واط أو أقل. ومع ذلك ، فإن التطبيقات مثل إمدادات الطاقة ، والفرامل الديناميكية ، وتحويل الطاقة ، ومكبرات الصوت ، والسخانات غالبًا ما تتطلب مقاومات عالية الطاقة. بشكل عام ، يتم تصنيف المقاومات عالية القدرة عند 1 واط أو أكثر. بعضها متوفر في نطاق كيلو واط.
إلغاء مقاومة مقاومة الطاقة
يتم تحديد تصنيف القوة الكهربائية لمقاومات الطاقة عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. مع ارتفاع درجة حرارة المقاوم للطاقة عن 25 درجة مئوية ، تبدأ الطاقة التي يمكن أن يتعامل معها المقاوم بأمان في الانخفاض. لضبط ظروف التشغيل المتوقعة ، توفر الشركات المصنعة مخططًا للتخفيض.يوضح مخطط التقليل هذا مقدار الطاقة التي يمكن للمقاوم التعامل معها مع ارتفاع درجة حرارة المقاوم.
نظرًا لأن 25 درجة مئوية هي درجة حرارة الغرفة النموذجية ، وأي طاقة يتبددها المقاوم للطاقة تولد الحرارة ، غالبًا ما يكون تشغيل المقاوم عند مستوى الطاقة المقنن أمرًا صعبًا. لحساب تأثير درجة حرارة تشغيل المقاوم ، توفر الشركات المصنعة منحنى خفض الطاقة لمساعدة المصممين على التكيف مع قيود العالم الحقيقي. من الأفضل استخدام منحنى خفض القدرة كمبدأ توجيهي والبقاء ضمن منطقة التشغيل المقترحة. لكل نوع من المقاوم منحنى استخلاص مختلف وتفاوتات تشغيلية قصوى مختلفة.
يمكن أن تؤثر عدة عوامل خارجية على منحنى خفض القدرة للمقاوم. إن إضافة تبريد هواء قسري ، أو مبدد حراري ، أو تركيب مكون أفضل للمساعدة في تبديد الحرارة الناتجة عن المقاوم يسمح له بالتعامل مع المزيد من الطاقة والحفاظ على درجة حرارة منخفضة. ومع ذلك ، هناك عوامل أخرى تعمل ضد التبريد ، مثل الغلاف الذي يحافظ على الحرارة المتولدة في البيئة المحيطة ، ومكونات توليد الحرارة القريبة ، والعوامل البيئية مثل الرطوبة والارتفاع.
أنواع المقاومات عالية الطاقة
يوفر كل نوع من مقاومات القدرة إمكانيات مختلفة لتطبيقات المقاومات المختلفة. تأتي المقاومات السلكية ، على سبيل المثال ، في مجموعة متنوعة من عوامل الشكل ، بما في ذلك التصميمات المثبتة على السطح ، والشعاعية ، والمحورية ، والمثبتة على الهيكل من أجل تبديد الحرارة الأمثل. مقاومات الأسلاك غير الحثية متاحة أيضًا لتطبيقات الطاقة عالية النبض. بالنسبة للتطبيقات عالية الطاقة ، مثل الكبح الديناميكي ، تعتبر مقاومات أسلاك النيتشروم مثالية ، خاصةً عندما يُتوقع أن يكون الحمل مئات أو آلاف الواط. يمكن أيضًا استخدام مقاومات أسلاك Nichrome كعناصر تسخين.
تشمل الأنواع الشائعة من المقاومات:
- مقاومات Wirewound
- مقاومات الاسمنت
- مقاومات فيلم
- فيلم معدني
- مركب الكربون
- سلك نيتشروم
قد تأتي أنواع المقاومات المختلفة في أشكال مختلفة مثل:
- مقاومات DPAK
- مقاومات جبل الهيكل
- المقاومات الشعاعية (الدائمة)
- المقاومات المحورية
- المقاومات المثبتة على السطح
- المقاومات عبر الثقب
