El sobrecalentamiento es un fenómeno de aumento de la temperatura en un circuito eléctrico . El sobrecalentamiento provoca daños en los componentes del circuito y puede provocar incendios, explosiones y lesiones. Los daños causados por el sobrecalentamiento suelen ser irreversibles; la única forma de repararlos es sustituir algunos componentes.
Causas
En caso de sobrecalentamiento, la temperatura de la pieza supera la temperatura de funcionamiento . El sobrecalentamiento puede producirse:
si se produce calor en una cantidad mayor a la esperada (como en casos de cortocircuito o aplicando más voltaje que el nominal), o
Si la disipación de calor es deficiente, de modo que el calor residual producido normalmente no se drena adecuadamente.
El sobrecalentamiento puede deberse a un fallo accidental del circuito (como un cortocircuito o una chispa) o 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 de acumulación y disipación de calor a una temperatura mucho más alta de lo esperado.
Medidas preventivas
Uso de disyuntor o fusible
Circuito integrado defectuoso en una computadora portátil. El voltaje de entrada incorrecto provocó un sobrecalentamiento masivo del chip y derritió la carcasa de plástico.
Pantalla con fallas y distorsión en una computadora portátil de estación de trabajo con una tarjeta gráfica defectuosa que sufrió un sobrecalentamiento importante por el uso en un entorno caluroso. La segunda imagen muestra las consecuencias de la primera, donde la computadora portátil no funciona correctamente y muestra una pantalla azul de la muerte .
Los disyuntores pueden colocarse en partes de un circuito en serie con la ruta de corriente a la que afectarán. Si pasa más corriente de la esperada por el disyuntor, este "abre" el circuito y detiene toda la corriente. Un fusible es un tipo común de disyuntor que implica el efecto directo del sobrecalentamiento Joule. Un fusible siempre se coloca en serie con la ruta de corriente a la que afectará. Los fusibles suelen constar de una hebra delgada de cable de un material determinado. 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 ranuras de ventilación en la caja del equipo para disipar el calor. Los disipadores de calor suelen estar unidos a las partes del circuito que producen más 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 el aire acondicionado o las 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. Se utilizan dispositivos como termistores , resistencias dependientes del voltaje , termostatos y sensores como termómetros infrarrojos para modificar la corriente en diferentes condiciones, como la temperatura del circuito y el voltaje de entrada.
Fabricación adecuada
Para determinados fines, en un equipo eléctrico o en una parte de él se utilizan materiales de un tipo y tamaño determinados con la clasificación adecuada para el voltaje, la corriente y la temperatura. La resistencia del circuito nunca debe ser demasiado baja. A veces, algunas piezas se colocan dentro del tablero y de la caja, manteniendo una distancia adecuada entre sí, para evitar daños por calor y cortocircuito. Para evitar cortocircuitos, se utilizan tipos adecuados de conectores eléctricos y sujetadores mecánicos.
Galería
Galería: Disyuntores y fusibles utilizados para detener la corriente.
Fusible de retardo de tiempo 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 reconectables MEM (30 A y 15 A)
Un fusible de alto voltaje de 115 kV cerca de una planta hidroeléctrica
Galería: Métodos para mejorar la disipación de calor de los equipos
Disipadores de calor de tipo clavija, rectos y acampanados
Disipador de calor con aletas de pasador con perfil térmico y movimiento de flujo de aire
Transformador de aceite con intercambiadores de calor refrigerados 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 bucles de causa-efecto del sobrecalentamiento
Un cortocircuito causado por sobretensión destruye un circuito integrado.
El calentamiento Joule o el calentamiento resistivo a veces resulta útil, como en una bobina de calentamiento, pero el calentamiento Joule se produce, en cierta medida, 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 cables sin aislamiento, los árboles facilitan los cortocircuitos durante las tormentas.
Electricidad aplicada para provocar deliberadamente un incendio (encender) desechos en un incinerador . Lo mismo podría ocurrir en un circuito o en un edificio.
