Clasificación de potencia de resistencia y margen para circuito de CA

Para determinar la potencia que disipará un voltaje cuando se aplica a una resistencia, use el voltaje RMS.

Una forma de ver el voltaje RMS es que es el equivalente de CA al voltaje de CC que descargaría la misma potencia en la misma resistencia.

Por ejemplo, 5 V en una resistencia de 2 Ω descargarán (5 V) ² /(2 Ω) = 12,5 W en la resistencia. Eso es cierto ya sea que los 5 V sean CC o 5 V CA RMS. En realidad, el voltaje en la ecuación siempre es RMS. Para CC, el RMS es el voltaje de CC.

Usando la fórmula E = sqrt (P * R) donde E = voltios rms, P = potencia en vatios, R = resistencia en ohmios, puede calcular el voltaje rms máximo que puede tolerar su resistencia. Entonces, para 8 ohmios y 100 vatios, puede poner 28,28 voltios rms en la resistencia.

Dependiendo del tipo de resistencia, habrá algo de margen dinámico allí. Una resistencia bobinada de 100 W generalmente puede manejar 150 o tal vez 200 W durante al menos unos segundos, tal vez más.

Si ejecuta una resistencia a plena potencia de forma sostenida, debe tener cuidado con su temperatura. Un ventilador puede ser útil para evitar que se sobrecaliente. La hoja de datos debe indicar una temperatura máxima.

Además, si ejecuta una resistencia a plena potencia de forma sostenida, es posible que esté tentando a su suerte. Sugeriría dejar un margen; Las resistencias de 200 W están comúnmente disponibles y si desea ejecutar 100 W durante horas, esa sería una mejor opción; Además, no funcionarán tan calientes. Tenga en cuenta que la potencia nominal completa se dará a una determinada temperatura máxima; a veces hay una curva de reducción que puede usar para encontrar lo que puede hacer cuando se calienta.

Los fusibles agregan resistencia, generalmente de valor incierto, y dependiendo de cuán crítica sea su aplicación, puede que no sea una buena idea. Para probar amplificadores, nunca usaría un fusible; en cambio, solo tenga cuidado con la cantidad de voltaje que pone en la carga.

Un buen voltímetro de verdadero valor eficaz le mostrará (con E ^ 2 / R) cuánta potencia está entregando. Tal medidor debería ser suficiente para cualquier factor de cresta que encontraría con una señal de audio (música o voz). Si está utilizando un generador de impulsos o algo así, debe verificar el factor de cresta de la señal y la especificación del medidor para mostrar con precisión el voltaje rms que producirá una medición de potencia precisa. ¡Espero que ayude!

En detalle, tenderá a preocuparse por la potencia promedio en los componentes del circuito. Hay momentos en que la potencia instantánea puede ser más importante (la "integral de acción actual") cuando se examinan situaciones explosivas (fusibles, por ejemplo). Pero, por lo general, es potencia promedio.

En general, la potencia promedio durante algún tiempo desde$t_0$a$t_1$es:

$$\begin{align*} \overline{P}=\frac{1}{t_1 - t_0}\int_{t_0}^{t_1} V_t\: I_t\:\:\textrm{d}t&=\frac{1}{t_1 - t_0}\int_{t_0}^{t_1} \frac{V_t^2}{R}\:\:\textrm{d}t=\frac{1}{t_1 - t_0}\int_{t_0}^{t_1} \frac{V_{_\text{PEAK}}^{^2}\cos^2\left(\omega\,t\right)}{R}\:\:\textrm{d}t \\\\ \text{Set }x=\omega\, t\:\therefore \text{d}x&=\omega\,\text{d}t\:\text{ and pick convenient }x_0=0 \\\\ \text{ and } x_1&=\pi\text{ so that }t_0=0 \text{ and } t_1=\frac1{2\,f} \\\\ &=\frac{1}{\frac1{2\,f} - 0}\int_{0}^{\frac1{2\,f}} \frac{V_{_\text{PEAK}}^{^2}\cos^2\left(\omega\,t\right)}{R}\:\:\textrm{d}t \\\\ \text{substituting } &x \text{ into the integral and moving things around}, \\\\ &=\frac{2\,f\,V_{_\text{PEAK}}^{^2}}{R}\int_{0}^{\pi} \cos^2\left(x\right)\:\frac1{\omega}\:\textrm{d}x \\\\ &=\frac{V_{_\text{PEAK}}^{^2}}{\pi\,R}\int_{0}^{\pi} \cos^2\left(x\right)\:\textrm{d}x \\\\ &=\frac{V_{_\text{PEAK}}^{^2}}{\pi R}\left[\frac{1}{2}\left(x+\operatorname{sin} x\cdot \operatorname{cos} x\right)\right]\bigg\rvert_0^\pi \\\\ \overline{P}&=\frac{V_{_\text{PEAK}}^{^2}}{2 R} \end{align*}$$

Dado$V_{_\text{PEAK}}=\sqrt{2} \:V_{_\text{RMS}}$y$V_{_\text{PEAK}}=\frac{V_{_\text{PP}}}{2}$usted puede encontrar fácilmente:

$$\begin{align*} \overline{P} &= \frac{1}{2}\frac{V_{_\text{PEAK}}^{^2}}{R}\\\\ &=\frac{V_{_\text{RMS}}^{^2}}{R}\\\\ &=\frac{1}{8}\frac{V_{_\text{PP}}^{^2}}{R} \end{align*}$$

En lo anterior, tenga en cuenta que dije "si". Dije eso porque ahora es fácil ver por qué$V_{_\text{RMS}}=\frac{V_{_\text{PEAK}}}{\sqrt{2}}$es útil. Se deshace de esa constante anterior y devuelve la ecuación a una fórmula muy simple que se ve exactamente como el equivalente de CC y el efecto (en potencia promedio) también será el mismo. Por eso es tan importante el concepto.

Probablemente también sea importante comprender el desarrollo aquí y no solo "memorizar" la equivalencia. La idea de RMS es significativa con las curvas de seno y coseno (si hubiera usado el seno arriba, el signo de un término que se resuelve en cero independientemente habría cambiado) ya que "normaliza" el resultado para que siga la Ley de Ohm habitual sin constantes adicionales . Pero también es útil conocer el desarrollo en los casos en que la forma de la serie de tiempo de la curva no es tan conveniente. Ahora puede ver que, por ejemplo, una señal de "audio" podría no describirse tan convenientemente, en relación con sus valores máximos, por ejemplo. Y creo que también puede ver que si hubiera un sesgo de CC adicional al voltaje, los resultados también serían diferentes. (El sesgo constante de DC "saldría"

Por cierto, tienes razón y desde$V_{_\text{PP}}=2\sqrt{2}\:V_{_\text{RMS}}$para voltajes seno/coseno, se sigue que para$V_{_\text{RMS}}=5\:\textrm{V}$eso$V_{_\text{PP}}\approx 14.14\:\textrm{V}$.

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Puede encontrar todo el desarrollo anterior en muchos lugares en la web y le recomiendo que se sienta cómodo con las ideas. Fue fácil escribirlo aquí. (Con suerte, no cometí un error.)