El sobrecalentamiento es un fenómeno de aumento de temperatura en un circuito eléctrico . El sobrecalentamiento causa daños a los componentes del circuito y puede provocar incendios, explosiones y lesiones. Los daños causados por el sobrecalentamiento suelen ser irreversibles; la única forma de repararlo es reemplazando algunos componentes.
Causas
Cuando se sobrecalienta, la temperatura de la pieza aumenta por encima de la temperatura de funcionamiento . Puede producirse un sobrecalentamiento:
si se produce calor en una cantidad mayor a la esperada (como en casos de cortocircuitos o aplicando más voltaje que el nominal), o
si la disipación del calor es deficiente, de modo que el calor residual producido normalmente no se drene adecuadamente.
El sobrecalentamiento puede deberse a cualquier falla accidental del circuito (como un cortocircuito o un vía de chispas), o puede deberse a un diseño o fabricación incorrectos (como la falta de un sistema de disipación de calor adecuado). Debido a la acumulación de calor, el sistema alcanza un equilibrio entre acumulación de calor y disipación a una temperatura mucho más alta de lo esperado.
Medidas preventivas
Uso de disyuntor o fusible
IC fallido en una computadora portátil. Un voltaje de entrada incorrecto provocó un sobrecalentamiento masivo del chip y derritió la carcasa de plástico.
Pantalla con fallas y errores en una computadora portátil de estación de trabajo con una tarjeta gráfica defectuosa que sufrió un sobrecalentamiento extenso debido al uso en un ambiente caluroso. La segunda imagen muestra una pantalla azul de la muerte en la pantalla.
Los disyuntores se pueden colocar en partes de un circuito en serie con la ruta de corriente que afectará. Si pasa más corriente de la esperada por el disyuntor, el disyuntor "abre" el circuito y detiene toda la corriente. Un fusible es un tipo común de disyuntor que implica el efecto directo del sobrecalentamiento de Joule. Un fusible siempre se coloca en serie con la ruta de corriente que afectará. Los fusibles suelen consistir en un fino hilo de alambre de material definido. Cuando fluye más corriente de la nominal a través del fusible, el cable se funde y rompe el circuito.
Uso de sistemas disipadores de calor.
Muchos sistemas utilizan orificios o rendijas de ventilación en la caja del equipo para disipar el calor. Los disipadores de calor suelen estar conectados a partes del circuito que producen la mayor cantidad de calor o que son vulnerables al calor. También se suelen utilizar ventiladores. Algunos instrumentos de alto voltaje se mantienen sumergidos en aceite. En algunos casos, para eliminar el calor no deseado, puede ser necesario un sistema de refrigeración como aire acondicionado o bombas de calor de refrigeración.
Control dentro del diseño de circuitos.
A veces, se construyen circuitos especiales con el fin de detectar y controlar la temperatura o el estado del voltaje. Dispositivos como termistores , resistencias dependientes de voltaje , termostatos y sensores como termómetros infrarrojos se utilizan para modificar la corriente en diferentes condiciones, como la temperatura del circuito y el voltaje de entrada.
Fabricación adecuada
Para ciertos fines, en un elemento de equipo eléctrico o en una parte del mismo, se utilizan tipos y tamaños definidos de materiales con la clasificación adecuada de voltaje, corriente y temperatura. La resistencia del circuito nunca se mantuvo demasiado baja. A veces, algunas piezas se colocan dentro del tablero y la caja, manteniendo una distancia adecuada entre sí, para evitar daños por calor y cortocircuitos. Para evitar cortocircuitos, se utilizan tipos apropiados de conectores eléctricos y sujetadores mecánicos.
Galería
Galería: Disyuntores y fusibles utilizados para detener la corriente.
Fusible retardador en miniatura para interrumpir una corriente de 0,3 A a 250 V después de 100 s y una corriente de 15 A a 250 V en 0,1 s
Portafusibles recargables MEM (30 A y 15 A)
Un fusible de alto voltaje de 115 kV cerca de una central hidroeléctrica
Galería: Métodos para mejorar la disipación de calor de los equipos.
Tipos de disipadores de calor de clavija, recta y aleta acampanada
Disipador de calor de aletas con perfil térmico y movimiento de flujo de aire.
Transformador de aceite con intercambiadores de calor enfriados por convección de aire.
resistencia de potencia
Galería: Control de temperatura con mecanismos especiales en circuitos
Termostato bimetálico para edificios
Mecanismo interior del termostato de milivoltios
Esquema del principio de funcionamiento del termostato de tira bimetálica
Principio de funcionamiento de la tira bimetálica.
La bobina bimetálica reacciona al encendedor.
Termistores. Pueden ser NTC o PTC según respuesta al calentamiento.
Varistor de óxido metálico (resistencia dependiente del voltaje)
varistor de alto voltaje
Un termómetro infrarrojo
Galería: algunas causas, efectos y circuitos causa-efecto del sobrecalentamiento
Un cortocircuito provocado por una sobretensión destruye un circuito integrado.
El calentamiento Joule o el calentamiento resistivo a veces son útiles, como en un serpentín calefactor. Pero el calentamiento Joule ocurre, hasta cierto punto, en todas las partes conductoras de un circuito.
Imagen térmica infrarroja de un motor.
Arco eléctrico (chispa) entre dos cables. Esto puede provocar sobrecalentamiento e ignición.
En los cables no aislados, los árboles facilitaban los cortocircuitos en las tormentas.
Electricidad aplicada para iniciar deliberadamente un incendio (encender) desechos en un incinerador . Lo mismo podría ocurrir en un circuito o edificio.
