Voltaje de sujeción: ¿Qué es? (vs voltaje de ruptura y paso

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En el mundo de la electrónica, es común escuchar términos como «voltaje de sujeción», «voltaje de ruptura» y «voltaje de paso». Estos términos son fundamentales para entender cómo funcionan los componentes electrónicos y cómo podemos proteger nuestros circuitos de sobretensiones y descargas eléctricas. En esta ocasión, nos enfocaremos en el concepto de «voltaje de sujeción» y su importancia en la protección de dispositivos electrónicos. Exploraremos en qué consiste este término y cómo se diferencia del «voltaje de ruptura» y el «voltaje de paso». ¡Acompáñanos en este viaje por el mundo de la electrónica!

Definición de voltaje de sujeción

El voltaje de sujeción es un concepto muy importante en el ámbito de la electrónica y la electricidad. Se refiere al valor máximo de voltaje que un dispositivo o componente electrónico puede soportar sin sufrir daños.

Voltaje de ruptura vs voltaje de sujeción

Es importante diferenciar entre el voltaje de ruptura y el voltaje de sujeción, ya que a menudo se confunden. El voltaje de ruptura se refiere al valor máximo de voltaje que puede soportar un material aislante antes de que se rompa y permita que la corriente eléctrica fluya a través de él. Por otro lado, el voltaje de sujeción hace referencia al valor máximo de voltaje que puede soportar un dispositivo o componente electrónico sin sufrir daños.

Ejemplos de voltaje de sujeción

El voltaje de sujeción es una especificación que se encuentra en muchos componentes electrónicos, como diodos, transistores y varistores. Por ejemplo, un diodo zener tiene un voltaje de sujeción específico que se utiliza para estabilizar la tensión en un circuito. Si el voltaje en un circuito supera el voltaje de sujeción del diodo zener, éste comenzará a conducir, evitando que la tensión en el circuito siga aumentando.

Importancia del voltaje de sujeción

El voltaje de sujeción es una especificación muy importante en la selección y diseño de componentes electrónicos. Si un componente no tiene un voltaje de sujeción adecuado para el circuito en el que se va a utilizar, puede sufrir daños irreparables y comprometer la seguridad del circuito en el que está instalado.

Por lo tanto, es importante tener en cuenta el voltaje de sujeción al seleccionar componentes electrónicos o diseñar circuitos. Asegurarse de que los componentes utilizados tengan un voltaje de sujeción adecuado para el circuito en el que se van a utilizar aumentará la fiabilidad y seguridad del sistema en general.

Funcionamiento

El voltaje de sujeción es una propiedad de los dispositivos de protección contra sobretensiones que indica cuánto voltaje pueden soportar antes de que se dañen o se abran para proteger el sistema eléctrico. A diferencia del voltaje de ruptura o de paso, el voltaje de sujeción no es un valor crítico que puede causar daños inmediatos en el equipo, sino que es un valor de referencia que indica la capacidad de un dispositivo para limitar las sobretensiones.

Voltaje de ruptura

El voltaje de ruptura es el valor máximo de voltaje que puede soportar un material aislante antes de que se produzca un arco eléctrico. Este valor varía según el tipo de material y la geometría del aislamiento. Por ejemplo, el aire tiene un voltaje de ruptura de aproximadamente 30 kV/mm, mientras que el vidrio tiene un voltaje de ruptura de aproximadamente 20 kV/mm.

Voltaje de paso

El voltaje de paso es el valor máximo de voltaje que puede soportar un ser humano sin sufrir una descarga eléctrica peligrosa. Este valor depende de varios factores, como la humedad de la piel, la superficie de contacto y la duración del contacto con el voltaje. En general, el voltaje de paso para una persona descalza y en un suelo seco es de aproximadamente 50 V.

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Funcionamiento del voltaje de sujeción

El voltaje de sujeción de un dispositivo de protección contra sobretensiones se determina mediante pruebas de laboratorio y se especifica en el datasheet del dispositivo. Este valor indica hasta qué punto el dispositivo puede limitar las sobretensiones en un sistema eléctrico. Por ejemplo, si un dispositivo de protección contra sobretensiones tiene un voltaje de sujeción de 500 V, significa que cuando el voltaje en el sistema eléctrico alcance los 500 V, el dispositivo comenzará a limitar la sobretensión para proteger el equipo conectado.

El funcionamiento del voltaje de sujeción se basa en la capacidad del dispositivo de limitar la corriente que fluye a través de él cuando se alcanza un cierto voltaje. Cuando una sobretensión llega a un dispositivo de protección contra sobretensiones, el dispositivo comienza a conducir corriente para limitar la sobretensión. Si la sobretensión es lo suficientemente alta, el dispositivo se abrirá para proteger el equipo conectado.

Ejemplo de uso del voltaje de sujeción

Suponga que tiene un sistema eléctrico que necesita protección contra sobretensiones. Para proteger el sistema, instala un dispositivo de protección contra sobretensiones con un voltaje de sujeción de 500 V. Si una sobretensión de 600 V llega al sistema, el dispositivo comenzará a limitar la sobretensión para proteger el equipo conectado. Si la sobretensión es lo suficientemente alta como para superar el voltaje de sujeción del dispositivo, el dispositivo se abrirá para proteger el equipo conectado.

A diferencia del voltaje de ruptura o de paso, el voltaje de sujeción es un valor de referencia que indica la capacidad de un dispositivo para limitar las sobretensiones en un sistema eléctrico.

Comparación con voltaje de ruptura y paso

Para entender qué es el voltaje de sujeción, es importante compararlo con otros conceptos relacionados como el voltaje de ruptura y el voltaje de paso.

Voltaje de ruptura

El voltaje de ruptura es el nivel de voltaje máximo que un determinado material o componente puede soportar antes de que se produzca una falla en su aislamiento y se produzca una corriente eléctrica no deseada. Este fenómeno también se conoce como arco eléctrico.

Algunos ejemplos de componentes con voltaje de ruptura son los diodos de alta tensión o los condensadores de alta capacidad.

Voltaje de paso

El voltaje de paso es la cantidad de voltaje que una persona puede soportar sin sufrir lesiones graves. Este valor varía según la humedad del ambiente y la resistencia eléctrica del cuerpo humano. En condiciones normales, el voltaje de paso suele estar en el rango de los 50 a los 100 voltios.

Es importante tener en cuenta que el voltaje de paso no es lo mismo que el voltaje de contacto, que es la cantidad de voltaje que una persona puede soportar cuando toca un objeto electrificado.

Voltaje de sujeción

El voltaje de sujeción, también conocido como voltaje de clamping, es la cantidad de voltaje que un dispositivo de protección contra sobretensiones puede soportar sin dañarse. Este valor se expresa en voltios y se utiliza para medir la eficacia de los dispositivos de protección contra sobretensiones.

Los dispositivos de protección contra sobretensiones se utilizan para proteger equipos electrónicos sensibles de los picos de voltaje que pueden producirse en la red eléctrica. Estos picos pueden deberse a rayos, a maniobras de conmutación en la red eléctrica o a otros factores.

El voltaje de sujeción es importante porque indica la capacidad de un dispositivo de protección contra sobretensiones para limitar el voltaje que llega a los equipos protegidos. Cuanto más bajo sea el voltaje de sujeción, mejor será la protección contra sobretensiones.

Aplicaciones

El voltaje de sujeción es un término utilizado en la electrónica para describir el nivel máximo de voltaje que un dispositivo puede soportar sin dañarse. Es importante entender la diferencia entre el voltaje de sujeción, el voltaje de ruptura y el voltaje de paso para poder seleccionar el dispositivo adecuado para una aplicación específica.

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Voltaje de sujeción

El voltaje de sujeción es el nivel máximo de voltaje que un dispositivo puede soportar sin sufrir daños permanentes. Cuando se alcanza este nivel, el dispositivo comienza a conducir corriente y disipa la energía en forma de calor. En el caso de los diodos, el voltaje de sujeción se conoce como voltaje de avalancha.

Voltaje de ruptura

El voltaje de ruptura es el nivel máximo de voltaje que un dispositivo puede soportar antes de que se produzca una ruptura dieléctrica en el material aislante. Cuando se alcanza este nivel, se produce una corriente de fuga a través del material aislante que puede dañar el dispositivo.

Voltaje de paso

El voltaje de paso es el nivel máximo de voltaje que puede soportar un aislante antes de que se produzca una corriente de fuga a través del material. Este nivel es importante en aplicaciones de alta tensión, como en transformadores y líneas de transmisión eléctrica.

Aplicaciones

El conocimiento del voltaje de sujeción es importante en una variedad de aplicaciones electrónicas, incluyendo:

  • Protección de circuitos electrónicos contra sobretensiones
  • Selección de diodos zener para la regulación de voltaje
  • Diseño de circuitos de protección contra rayos y sobretensiones en líneas de transmisión eléctrica

Es importante tener en cuenta la diferencia entre el voltaje de sujeción, el voltaje de ruptura y el voltaje de paso para seleccionar el dispositivo adecuado para una aplicación específica.

Ventajas e inconvenientes

El voltaje de sujeción es un término utilizado en la industria eléctrica para referirse al nivel de voltaje mínimo necesario para que un dispositivo de protección contra sobretensiones empiece a funcionar. A menudo se confunde con otros términos similares, como el voltaje de ruptura y el voltaje de paso. A continuación, te explicamos las ventajas e inconvenientes de este concepto:

Ventajas

  • Mayor precisión: El voltaje de sujeción permite una mayor precisión en la protección contra sobretensiones, ya que se puede ajustar con mayor exactitud el nivel de voltaje necesario para que el dispositivo de protección empiece a actuar.
  • Mayor estabilidad: Al ajustar el voltaje de sujeción, se logra una mayor estabilidad en el sistema eléctrico, evitando así fluctuaciones en el voltaje que puedan dañar los equipos.
  • Menor desgaste: El uso de un dispositivo de protección con un voltaje de sujeción adecuado reduce el desgaste de los equipos, al evitar que sufran sobretensiones.

Inconvenientes

  • Coste: El uso de dispositivos de protección contra sobretensiones con un voltaje de sujeción ajustable suele ser más costoso que aquellos que tienen un voltaje fijo de ruptura.
  • Complicación: El ajuste del voltaje de sujeción requiere de conocimientos técnicos específicos, lo que puede complicar su uso para usuarios no especializados.
  • Limitaciones: Aunque el voltaje de sujeción permite una mayor precisión en la protección contra sobretensiones, también tiene limitaciones, ya que no es capaz de proteger contra todas las sobretensiones posibles.

Sin embargo, su uso puede resultar más costoso y complicado, y tiene limitaciones en cuanto a la protección contra todas las sobretensiones posibles.

Tipos de dispositivos que lo implementan

Cuando hablamos de voltaje de sujeción, nos referimos al nivel máximo de voltaje que un dispositivo puede soportar sin sufrir daños. Este tipo de voltaje es diferente al voltaje de ruptura y al voltaje de paso, ya que se enfoca específicamente en la capacidad del dispositivo para proteger contra sobretensiones.

Tipos de dispositivos que lo implementan

Existen varios tipos de dispositivos que pueden implementar el voltaje de sujeción para proteger contra sobretensiones, algunos de ellos son:

1. Varistores (MOV)

Los varistores son dispositivos que tienen una resistencia variable y que son capaces de disipar grandes cantidades de energía en caso de sobretensión. Los MOV (Metal Oxide Varistors) son un tipo de varistor que se utiliza comúnmente en la protección contra sobretensiones.

2. Diodos Zener

Los diodos Zener son dispositivos que tienen una característica de voltaje inverso constante, lo que significa que cuando el voltaje inverso (es decir, en dirección opuesta a la corriente) alcanza un cierto punto, la corriente se estabiliza. Esto los hace útiles para proteger contra sobretensiones.

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3. Gas Discharge Tubes (GDT)

Los Gas Discharge Tubes son dispositivos que contienen un gas que se ioniza cuando se aplica un voltaje suficientemente alto. Al ionizarse, se crea un camino de baja resistencia a través del cual la corriente puede fluir. Los GDT se utilizan comúnmente en la protección contra sobretensiones en aplicaciones de alta potencia.

4. Supresores de picos de voltaje (TVS)

Los supresores de picos de voltaje (Transient Voltage Suppressors, TVS) son dispositivos que actúan como un cortocircuito cuando se produce una sobretensión. Esto permite que la corriente fluya a través del TVS en lugar de dañar el equipo protegido.

Estos son solo algunos ejemplos de los tipos de dispositivos que pueden implementar el voltaje de sujeción para proteger contra sobretensiones. Cada tipo de dispositivo tiene sus propias ventajas y desventajas, y la elección del dispositivo adecuado dependerá de la aplicación específica.

En resumen, el voltaje de sujeción es un factor esencial en la protección de dispositivos electrónicos contra sobretensiones y picos de energía. Aunque puede parecer similar al voltaje de ruptura y el voltaje de paso, cada uno tiene sus propias características y aplicaciones únicas. Al entender la importancia del voltaje de sujeción y cómo funciona, podemos asegurarnos de que nuestros dispositivos electrónicos estén protegidos y funcionando correctamente. Es importante siempre consultar con un profesional en la materia para determinar cuál es el voltaje de sujeción adecuado para nuestros dispositivos y protegerlos adecuadamente.

En resumen, el voltaje de sujeción es un factor esencial en la protección de dispositivos electrónicos contra sobretensiones y picos de energía. Aunque puede parecer similar al voltaje de ruptura y el voltaje de paso, cada uno tiene sus propias características y aplicaciones únicas. Al entender la importancia del voltaje de sujeción y cómo funciona, podemos asegurarnos de que nuestros dispositivos electrónicos estén protegidos y funcionando correctamente. Es importante siempre consultar con un profesional en la materia para determinar cuál es el voltaje de sujeción adecuado para nuestros dispositivos y protegerlos adecuadamente.

Voltaje de sujeción es la tensión máxima que puede soportar un dispositivo de protección contra sobretensiones antes de que comience a conducir corriente eléctrica. Este valor es importante para determinar la eficacia de los dispositivos de protección contra sobretensiones, ya que deben ser capaces de soportar la tensión de la sobretensión sin dañarse y sin permitir que la sobretensión pase al equipo protegido. Es importante destacar que el voltaje de sujeción es diferente del voltaje de ruptura, que es el valor máximo de tensión que puede soportar un material antes de que se rompa. Además, el voltaje de sujeción es diferente del voltaje de paso, que es la tensión máxima que puede soportar un material sin que haya una corriente significativa que fluya a través de él. En resumen, el voltaje de sujeción es un valor crítico en la protección contra sobretensiones, ya que determina la capacidad del dispositivo de protección para limitar las tensiones transitorias dañinas.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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