¿Te has preguntado alguna vez qué es una resistencia de purga y por qué se utiliza? Si eres curioso y te interesa el campo de la ingeniería y la industria, este artículo es para ti. En este texto, te explicaremos de manera clara y sencilla qué es una resistencia de purga y cuál es su función principal. Descubre cómo esta pequeña pero poderosa herramienta juega un papel clave en diversos procesos industriales. ¡Sigue leyendo y no te pierdas esta interesante información!
Una resistencia de purga es una resistencia simple que se utiliza principalmente como un dispositivo de protección contra descargas eléctricas de alto voltaje a las que puede estar sujeto un operador mientras manipula un dispositivo eléctrico que tiene una salida de alto voltaje.
La resistencia de purga también se llama resistencia de descarga del condensador o resistencia de descarga de seguridad.
Hay varios dispositivos eléctricos en los que se utilizan condensadores e inductores como dispositivos de filtro para filtrar los armónicos o las ondas en la señal de salida. Esto es necesario ya que estas ondas en el voltaje de salida del circuito pueden causar un mal funcionamiento grave de un dispositivo sensible conectado a él (es decir, una batería recargable).
Es por eso que la filtración de la potencia de salida se realiza utilizando inductores conectados en serie y condensadores conectados en paralelo. Los capacitores controlan el voltaje de salida y eliminan las ondas mientras que los inductores hacen lo mismo con la corriente de salida.
¿Por qué se utiliza la resistencia de purga?
Tanto los condensadores como los inductores son dispositivos de almacenamiento de energía, lo que significa que pueden mantener voltajes incluso si se ha cortado la fuente de alimentación. Como resultado, si alguien toca la terminal de salida del circuito incluso cuando el suministro de entrada del circuito está cortado, la persona puede sufrir una descarga eléctrica considerable e incluso sufrir quemaduras debido a que la carga eléctrica que contiene los capacitores/inductores se descarga a través de la persona. .
Es por eso que se conecta una resistencia de purga al circuito para para descargar los capacitores e inductores del filtro de manera eficiente y segura. La resistencia Bleeder está conectada en paralelo al capacitor del filtro como se muestra en la imagen a continuación.
Como se muestra en la imagen, la carga está conectada a un circuito que tiene un circuito de filtro conectado con el suministro de entrada que es la salida de cualquier circuito que produzca voltaje de CC como un rectificador. Para simplificar, se ha mostrado como una fuente DC EMF. C1 y C2 ambos son condensadores de filtro, mientras que un inductor está conectado en serie con el mismo propósito. Rb es la resistencia de purga que descarga los condensadores C1 y C2 cuando se desconecta la carga. Si esta resistencia no está presente, el voltaje retenido por los capacitores aparecerá en la salida, lo que puede provocar una descarga eléctrica fatal y quemar a la persona que lo manipula.
Selección de resistencia de purga
La selección de una resistencia de purga adecuada es importante. Una resistencia de purga de bajo valor puede ayudar a una descarga más rápida, pero terminará consumiendo más energía de la necesaria, que se disipará en forma de calor. Esto se debe a que la resistencia de purga está conectada en paralelo y, por lo tanto, la potencia que consume se da como
Es evidente a partir de la ecuación que una resistencia de bajo valor puede resultar en una mayor pérdida de potencia en forma de calor, lo que reducirá la eficiencia del circuito.
Si bien puede parecer que una resistencia de alto valor puede ser una solución, no es el caso. Porque una resistencia de alto valor tendrá una tasa de sangrado más baja que la requerida, lo que dará como resultado una descarga lenta de los elementos del circuito almacenado de energía. Esto anulará todo el propósito de agregar una resistencia Bleeder.
Por lo tanto, está claro que tenemos que negociar entre el rendimiento de la resistencia Bleeder y su consumo de energía. Por lo tanto, se requiere una resistencia de valor nominal que pueda consumir menos energía y tenga una tasa de sangrado suficiente.
Cálculo de la resistencia de purga
El condensador de descarga conectado en paralelo a la resistencia de purga constituye un circuito de descarga RC.
Por lo tanto, podemos hacer uso de la ecuación del circuito RC para encontrar el valor apropiado de la resistencia. El condensador se descarga a través de la resistencia en ausencia de cualquier potencia de entrada. Sin embargo, esta descarga no es instantánea ya que el capacitor se opone al cambio repentino de voltaje a través de él. Por lo tanto, la descarga toma algún tiempo dependiendo del valor tanto de la resistencia como del capacitor. Se puede representar mediante una ecuación exponencial negativa.
Por lo tanto, podemos calcular el valor de una resistencia de purga;
Idealmente, el voltaje del capacitor debería ser cero cuando el circuito está en un estado de corte. Sin embargo, al igualar el voltaje del capacitor a cero en la ecuación anterior, encontraremos que el tiempo de descarga requerido por la resistencia es infinito. Por lo tanto, el diseñador debe seleccionar un límite de voltaje seguro y agregar una resistencia de drenaje adecuada al circuito.
Aplicaciones de la resistencia de purga
1. Seguridad
Se utilizan en fuentes de alimentación de alto voltaje y condensadores para descargarlos de forma segura cuando están apagados. Esto evita el riesgo de descarga eléctrica y también previene daños al equipo. El diagrama de circuito con una resistencia de purga se muestra en la siguiente imagen.
Los circuitos de filtro se utilizan ampliamente en circuitos eléctricos y electrónicos. Los elementos principales del circuito de filtro son el inductor y el condensador. Estos elementos de filtro almacenan energía al recibir energía, sin embargo, no pueden descargarse o descargarse muy lentamente después de desconectar la energía. Para descargar la energía almacenada, la resistencia de purga se conecta en paralelo al condensador del filtro. Al apagar el circuito del filtro, la energía almacenada en el capacitor se descarga en forma de energía térmica en la resistencia de purga y, por lo tanto, el voltaje del capacitor decae a cero en un corto período de tiempo.
2. Regulación de voltaje/estabilización de voltaje
Las resistencias de purga se utilizan en los reguladores de voltaje para estabilizar el voltaje de salida. La resistencia se conecta a través de los terminales de salida del regulador para proporcionar un camino para el exceso de corriente, lo que estabiliza el voltaje.
La regulación de voltaje se define como el cambio de voltaje de sin carga a carga completa con respecto al voltaje de carga completa. se da como
Para un buen sistema, el valor de la Regulación de Voltaje debe ser lo más bajo posible. El valor ideal es la regulación de voltaje cero, lo que significa que el voltaje de salida permanece constante tanto sin carga como con carga completa. Sin embargo, eso no es posible en la práctica, ya que habrá alguna caída de voltaje en condiciones de carga completa.
La adición de una resistencia de purga disminuye la regulación de voltaje, ya que actúa como una carga en sí misma cuando se desconecta la carga real porque se agrega en paralelo a la carga real. Por lo tanto, la resistencia ayuda a mantener la regulación de voltaje lo más baja posible.
3. Circuitos de filtrado
Las resistencias de purga se utilizan en circuitos de filtro para descargar los condensadores utilizados en el filtro. Esto evita que los condensadores retengan una carga residual, lo que puede afectar el rendimiento del circuito.
4. Circuitos de audio
Las resistencias de purga se utilizan en los circuitos de audio para evitar los chasquidos que pueden ocurrir cuando se apaga un interruptor. La resistencia descarga cualquier carga residual en el circuito, evitando el sonido de estallido.
5. Fuentes de alimentación
Estos tipos de resistencias se utilizan en fuentes de alimentación para descargar los condensadores de alto voltaje utilizados en la fuente de alimentación. Esto evita que los condensadores retengan una carga residual, lo que puede dañar la fuente de alimentación o cualquier equipo conectado a ella.
6. Pruebas y medición
Las resistencias de purga se utilizan en aplicaciones de prueba y medición para descargar capacitores antes de probarlos. Esto asegura que se obtengan mediciones precisas y evita daños al equipo de prueba.
7. División de voltaje
Si desea obtener múltiples voltajes de un solo voltaje, puede usar una resistencia de purga como una resistencia con derivación en el circuito. El diagrama de circuito del circuito de división de voltaje se muestra a continuación.
En general, estos tipos de resistencias se utilizan para descargar de forma segura la energía eléctrica de los condensadores y las fuentes de alimentación de alto voltaje, estabilizar la salida de voltaje, evitar los estallidos, filtrar los circuitos y proteger los equipos contra daños.
Desventajas de la resistencia de purga
Las siguientes son las desventajas.
1. Consumo de energía
Las resistencias de purga consumen energía incluso cuando el circuito está apagado, lo que puede ser un desperdicio y reducir la eficiencia general del circuito. Además, consume energía durante el estado de activación del circuito.
2. Disipación de calor
Las resistencias de purga generan calor a medida que descargan la energía almacenada en condensadores o fuentes de alimentación. Si la resistencia no tiene el tamaño adecuado para la aplicación, puede sobrecalentarse y fallar.
3. Tamaño y peso
En algunas aplicaciones, el tamaño y el peso de la resistencia de purga pueden ser un problema. Las fuentes de alimentación grandes pueden requerir que se descargue una cantidad significativa de energía, lo que puede requerir una resistencia más grande y pesada.
4. Hora de dar de alta
El tiempo que tarda una resistencia de purga en descargar un condensador o una fuente de alimentación puede ser demasiado lento en algunas aplicaciones, lo que podría afectar el rendimiento del circuito.
En general, si bien las resistencias de purga ofrecen varios beneficios, también tienen algunas desventajas, incluido el consumo de energía, la disipación de calor, el tamaño y el peso, y el tiempo de descarga. Sin embargo, las ventajas de usar una resistencia de purga generalmente superan las desventajas, lo que la convierte en un componente valioso en muchos circuitos electrónicos.
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