מה צריך לדעת
- נגדי כוח משמשים באלקטרוניקה לפיזור אנרגיה על ידי שליטה בזרימת זרם ומתח.
- דירוג ההספק של נגד מגדיר כמה כוח יכול הנגד להתמודד בבטחה לפני שהוא מתחיל לסבול מנזק קבוע.
- רוב יישומי האלקטרוניקה משתמשים בנגדים בעלי הספק נמוך, בדרך כלל 1/8 וואט או פחות. נגדים בעלי הספק גבוה מדורגים ב-1 וואט ומעלה, כולל טווח קילוואט.
מאמר זה מסביר כיצד פועלים נגדים אלה וכולל מבט על מגוון סוגי נגדים.
יסודות נגד כוח
ניתן למצוא את ההספק המופץ על ידי נגד באמצעות החוק הראשון של ג'ול (הספק=מתח x זרם). הכוח המתפזר מומר לחום ומגביר את הטמפרטורה של הנגד. הטמפרטורה של הנגד ממשיכה לטפס עד שהיא מגיעה לנקודה שבה החום שמתפזר דרך האוויר, המעגל והסביבה מסביב מאזן את החום שנוצר.
בהתאם להספק הנדרש, ייתכן שמכשיר זקוק לנגד בעל הספק גבוה כדי למנוע התחממות יתר. שמירה על טמפרטורה נמוכה של נגד נחוצה כדי להתמודד עם זרמים גדולים יותר ללא השפלה או נזק.
הפעלת נגד מתח מעל ההספק והטמפרטורה הנקובים שלו עלולה לגרום לתוצאות חמורות, כולל שינויים בערך ההתנגדות, חיי פעולה מופחתים, מעגלים פתוחים או שריפות חשמליות. כדי למנוע תקלות כאלה, נגדי הספק מופחתים לעתים קרובות על סמך תנאי ההפעלה הצפויים.
נגדי הספק בדרך כלל גדולים יותר מהרכיבים המקבילים שלהם.הגודל המוגדל עוזר בפיזור חום ומשמש לעתים קרובות כדי לספק אפשרויות הרכבה לגוף קירור. נגדים בעלי הספק גבוה זמינים גם באריזות מעכבי בעירה כדי להפחית את הסיכון למצב כשל מסוכן.
שורה התחתונה
רוב יישומי האלקטרוניקה משתמשים בנגדים בעלי הספק נמוך, בדרך כלל 1/8 וואט או פחות. עם זאת, יישומים כגון ספקי כוח, בלמים דינמיים, המרת הספק, מגברים ותנורי חימום דורשים לרוב נגדים בעלי הספק גבוה. בדרך כלל, נגדים בעלי הספק גבוה מדורגים ב-1 וואט או יותר. חלקם זמינים בטווח קילוואט.
הורדת נגד כוח
דירוג ההספק של נגדי הספק מצוין בטמפרטורה של 25C. כאשר הטמפרטורה של נגד כוח מטפסת מעל 25C, הכוח שהנגד יכול להתמודד איתו בבטחה מתחיל לרדת. כדי להתאים לתנאי ההפעלה הצפויים, היצרנים מספקים טבלת ירידה.תרשים ירידה זה מראה כמה כוח הנגד יכול להתמודד עם עליית הטמפרטורה של הנגד.
מכיוון ש-25C היא טמפרטורת החדר האופיינית, וכל הספק המופץ על ידי נגד מתח יוצר חום, הפעלת נגד מתח ברמת ההספק הנקוב שלו היא לעתים קרובות קשה. כדי לקחת בחשבון את ההשפעה של טמפרטורת הפעולה של הנגד, היצרנים מספקים עקומת הפחתת הספק כדי לעזור למעצבים להסתגל למגבלות בעולם האמיתי. עדיף להשתמש בעקומת הפחתת ההספק כקו מנחה ולהישאר באזור ההפעלה המוצע. לכל סוג של נגד יש עקומת ירידה שונה וסובלנות פעולה מקסימלית שונה.
כמה גורמים חיצוניים יכולים להשפיע על עקומת הפחתת ההספק של נגד. הוספת קירור אוויר מאולץ, גוף קירור או תושבת רכיב טובה יותר כדי לסייע בפיזור החום שנוצר על ידי הנגד מאפשרת לו להתמודד עם יותר כוח ולשמור על טמפרטורה נמוכה יותר. עם זאת, גורמים אחרים פועלים נגד קירור, כגון המארז שומר על החום הנוצר בסביבה הסביבה, רכיבים המייצרים חום בקרבת מקום וגורמים סביבתיים כגון לחות וגובה.
סוגי נגדים בעלי הספק גבוה
כל סוג של נגד מתח מציע יכולות שונות עבור יישומי נגד שונים. נגדים מפותלים בחוט, למשל, מגיעים במגוון גורמי צורה, כולל עיצובים להרכבה על פני השטח, רדיאלית, צירית, ועיצובי תושבת שלדה לפיזור חום אופטימלי. נגדים מפותלים לא אינדוקטיביים זמינים גם עבור יישומי הספק גבוה. עבור יישומים בעלי הספק גבוה מאוד, כגון בלימה דינמית, נגדי תיל ניכרום הם אידיאליים, במיוחד כאשר העומס צפוי להיות מאות או אלפי וואט. נגדי חוטי ניכרום יכולים לשמש גם כגוף חימום.
סוגים נפוצים של נגדים כוללים:
- נגדים מתפתלים
- נגדי מלט
- נגדים לסרט
- סרט מתכת
- פחמן מורכב
- Nichrome wire
סוגי נגדים שונים עשויים לבוא בגורמי צורה שונים כגון:
- נגדי DPAK
- נגדים לתלייה שלדה
- נגדים רדיאליים (עומדים)
- נגדים צירים
- נגדים להרכבה על פני השטח
- נגדים דרך חורים
