¿Cómo elegir una resistencia de potencia nominal adecuada para la corriente pulsada?

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Las hojas de datos para resistencias de potencia típicamente proporcionan un coeficiente o gráfico de unión térmica que muestra el aumento de temperatura en estado estable para una disipación de potencia dada, como se muestra a continuación para estas resistencias de potencia ohmite :

NosgustaríaprobaralgunasbateríasRCLiPodedescargaaltapulsándolasa~150-200Aduranteperíodosmuybreves,aproximadamenteentreuncuartoymediosegundo.Suponiendoquelaresistenciaes.25ohm,sabemosquenuestrapotenciainstantáneaes

$$\begin{equation}\label{eq:er1}P=I^2R\end{equation}$$$$P=150A^2(.25)\Omega=5.625kW$$

Estaesunaenormecantidaddeenergíaquecausaríaquelasresistenciasanterioreseventualmentefallen(rápidamente).Obviamentenoqueremosespecificar(enormes,costosos)resistoresde6kW,porloquenuestrapreguntaes,¿quées"eventualmente"?

Quiero decir que:

$$ I_ {avg} = I_ {pulse} \ frac {t_ {on}} {t_ {on} + t_ {off}} $$

Al principio intenté suponer un ciclo de trabajo del 10%, por ejemplo,

$$ I_ {avg} = 150 \ frac {1} {10} = 15A $$

entonces

$$ P = 15A ^ 2 (.25 \ Omega) = 56.25W $$

... que estaría satisfecho con una resistencia de 75, 100W (etc.). Pero esto se rompe para ciclos arbitrariamente largos, por lo que debe haber alguna restricción.

Dado que \ $ Q = mc_ {heat} \ Delta T \ $, y suponiendo que la resistencia pesa 200 g, puede aumentar 125 grados, tiene un coeficiente de cobre (.385), no pierde calor hacia los alrededores y \ $ Q = E \ $, luego toma

$$ Q = (200g) (. 385J / g ^ {\ circ} C) (125 ^ {\ circ} C) = 9.6kJ $$

para hacer que la resistencia se sobrecaliente y falle. Esto sucede en 1.7 segundos a 150 amps \ $ \ big (t = \ frac {E} {P_ {avg}}) \ $, por lo tanto, usar 1.7 segundos como \ $ T_ {period} \ $,

$$ I_ {avg} = I_ {pulse} \ frac {t_ {on}} {t_ {on} + t_ {off}} $$

$$ I_ {avg} = 150A \ frac {.250s} {1.7s} = 22A $$

$$ P = 22A ^ 2 (.25 \ Omega) = 121W $$

Necesitaría una resistencia nominal para al menos este valor, como el HS150 / 200.

¿Estoy en lo correcto?

P.S: Suponiendo que elijo un ventilador con un índice de flujo de aire arbitrario, esto enfriará la resistencia por algún valor en vatios. ¿El efecto en la resistencia sería como moverse hacia la izquierda en el gráfico, es decir, restar la potencia disipada?

    
pregunta BB ON

1 respuesta

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Primero que todo: descarte los resistores de película delgada (en realidad debería ser intuitivo). Los resistores de película gruesa pueden funcionar bien. Pero, como siempre, no asuma nada: lea la hoja de datos !

Los resistores de bobinado tienen una buena reputación de surge , pero incluso resistores no inductivos tienen inductancia más alta que, por ejemplo, los tipos de composición de carbono.

Composición de carbono es una tecnología antigua, pero aún confiable, y debe considerarse, especialmente si el costo es una preocupación.

Si puedes gastar un poco más, composición cerámica podría se considerado . La tolerancia al calor es buena.

Finalmente, no olvide resistencias de cemento , que también tienen una buena tolerancia al calor.

    
respondido por el Otto Hunt

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