¿Cuáles son los mejores métodos para reducir eficientemente la potencia en un circuito de 120v?

Específicamente, estoy tratando de encontrar un método eficiente y rentable para minimizar la longitud requerida de un elemento de alambre calefactor Kanthal A1, pero al mismo tiempo manteniendo el diámetro lo suficientemente grande como para permitir una carga superficial relativamente baja (w/cm^2) - aumentar la vida útil del elemento.

Me gustaría hacer funcionar el elemento calefactor con 120v-240v AC, con 200-400 vatios. Para 120v a 200 vatios = 120^2/200 = 72 ohmios: después de calcular, parece que tengo que elegir entre demasiado cable para el espacio disponible o demasiada carga superficial en un cable delgado y más corto. El exceso de carga superficial es lo que hace que el cable se oxide y se queme prematuramente, o incluso se derrita.

A los efectos de la carga superficial, ¿puedo reducir a la mitad la carga colocando un diodo rectificador en serie? En caso afirmativo, ¿cuál sería el mejor diodo para esta aplicación (suponga que el circuito estaría continuamente abierto y habría una disipación de calor mínima para el diodo más allá de su clasificación inherente). ¿Cómo se calcula el calor producido/disipado por un diodo rectificador? ? ¿Funcionarían estos? 10A10

¿Hay formas mejores/adicionales de reducir eficientemente la potencia en el circuito? Tengo entendido que una resistencia disiparía una potencia igual a su reducción, por lo que esa no es una opción. En caso de que influya en la respuesta, valdría la pena considerar cualquier solución con un costo de piezas de hasta $ 50, pero menos de $ 10 es ideal.

¿Necesita 120v? ¿Puede diseñar alrededor de una fuente de alimentación de computadora ATX antigua?
Para el diodo, simplemente calcule la corriente y multiplíquela por el voltaje directo en esa corriente. Si está rectificando CA, por lo que solo realiza un ciclo de trabajo del 50%, divida por 2. Deberá obtener el voltaje directo a la corriente particular del gráfico en su hoja de datos.
Tenga en cuenta también que la misma resistencia al doble del voltaje disipará cuatro veces la potencia. yo = V/R; P = V * I = V * V/R; <-- V cuenta dos veces, por lo que duplicarlo cuadriplicará P.
¡Comience con sus especificaciones medibles aceptables, Pd, ΔTmax, ΔV, Rmax, eficiencia mínima ε y medio (aire, aceite, agua, tanque de metal, etc.)! Todos estos son críticos para responder.
La rectificación de media onda causará un factor de potencia horrible. Sugeriría un transformador (~ 1: 0.7) en su lugar, y quizás / si es necesario, un condensador más grande (si tiene dudas, use una clasificación X) para contrarrestar la carga inductiva del transformador.
@sstobbe Me gusta ese pensamiento. Pero en esta aplicación me gustaría hacer funcionar varias unidades de un relé de polos múltiples, para un total de hasta 2000 vatios.
@Jiojyojoe, un atenuador de luz estándar impulsará una carga inestable, pero tener un cable calefactor de más de 100 grados centígrados en los voltajes de la red requiere mucho cuidado para estar seguro.

Respuestas (1)

El diodo reducirá la energía a la mitad, aunque es posible que desee verificar la capacidad térmica del cable, ¿se calentará completamente en los 8,3 ms que es un medio ciclo único de CA? Si es así, la carga de la superficie seguirá siendo demasiado alta y lo más probable es que provoque una falla prematura.

En cuanto al diodo, dices un sistema de 400W máx.

PAG = 400 W , PAG / V = I Entonces 400 ÷ 120 = 3.3 A

Ahora reduzca ese valor a la mitad ya que el diodo está bloqueando la mitad del ciclo.

I = 1.6 A

Suponga que la caída de tensión en un diodo de silicio general es de 0,7 V. La potencia disipada se puede encontrar por:

0.7 V × 1.6 A ≈ 1.2 W

Debería poder encontrar fácilmente un diodo en línea que cumpla con estos requisitos. Por lo general, lo duplicaría y encontraría algo que cumpla con 3A y 2W de disipación térmica como mínimo.

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