额定功率如何定义?
电阻的额定功率可以定义为电阻可以安全运行而不会造成任何损坏的最大功率。
我们知道,电阻以热量的形式消散多余的能量。额定功率表示电阻可以安全消散的最大热量。
将功率增加超过额定值的百分之几,会烧毁电阻。
电阻的额定值是多少?
电阻的额定功率以瓦特为单位,这是功率单位。因此它也被称为瓦数。
一般来说,电阻越大,它可以承载的功率越大。
随着电阻的瓦数增加,成本也会增加。
电阻一般从 1/8 瓦到数千瓦开始。电阻的瓦数可以通过查看电阻的大小来注意到。
功率大的电阻称为功率电阻。下图显示了电阻的功率:
如何确定电阻的瓦数?
电功率为 P=V x I,其中 v 是电压。根据欧姆定律,我们有 V = I × R,其中 R 是电阻,因此,可以使用以下任何标准公式计算电阻器的功耗
因此 P = I×I×R,P = V×V/ R
举例:考虑一个为LED供电的电路,其源电压为12v,电阻为800欧姆。现在计算电路中可以使用的瓦数电阻是多少?
我们知道V=12v ,R=800欧姆。现在计算电流
I=V/R=12/800 = 0.015=15 mA 电流。
因此,电阻器消耗的功率使用 P= 12x15x0.001 =0.18 瓦来计算
因此,此处必须使用 1/4 瓦电阻。使用 1/8 瓦电阻会损坏电路。
功率电阻
设计用于处理高功率的电阻称为功率电阻。
额定功率至少为5W的电阻属于功率电阻。
用于制造功率电阻的材料必须具有高导热性。
功率电阻通常带有散热,可帮助它们散热。
线绕功率电阻
线绕功率电阻很常见。
如果镍铬合金线绕电阻与适当的非导电搪瓷涂料一起使用,它们可以承受高达4500℃的温度。
栅极电阻
栅极电阻用于承受大量电流。
它们可承受高达500安培的电流,电阻值可低至0.04Ω。
栅极电阻的结构包括两个电极,它们之间以矩阵的形式连接着大金属条。
电网电阻用作变电站的接地电阻、制动电阻和谐波滤波器。
水电阻器
该结构包括输送盐溶液的管子,电极连接在管子的两端。
盐溶液或盐水的浓度将决定电阻。
由于管中存在水,水电阻提供大的热容量,这反过来导致高功率耗散。
贴片功率电阻
功率电阻也可以制成表面贴装器件的形式。由于体积小,贴片电阻的功率耗散能力小于网格电阻和水电阻。通常 SMD 电阻消耗的功率约为几瓦。不同类型的功率电阻器耗散的功率范围如下:
SMD电阻5W或更少
螺旋缠绕50W或更少
边绕式3.5KW或更少
电网电阻100KW或更少
水电阻500KW或以下
功率电阻的应用
功率电阻用于我们需要消耗大功率的应用中。功率电阻的一些应用是
重型机车和有轨电车的发动机制动器使用功率电阻。机车以高速运动并具有高动能。在停止这些高速机车时,它们的动能转化为热能。根据机车的速度,产生的热量可能在几千瓦的数量级。经典的盘式制动器不能使用,因为它们很容易磨损。因此,在机车中使用了电网电阻器形式的再生制动器或大功率电阻器。
功率电阻用作接地电阻器以限制故障电流、高压并用作保护继电器。这些电阻器的额定值最高可达 8 Kilo Amps。
功率电阻用作涡轮机和不间断电源中的负载电阻。它们可以设计为提供可调节的电阻,并且可以消耗高达 6 兆瓦的功率。由于这种高功耗,负载电阻配备了高效的冷却系统来控制温度并防止设备烧毁。