Cuando añadí un resistor a un juego de luces de Navidad donde corté bombillas, se calienta. ¿Por qué una cadena más corta de luces no necesita un resistor?

Question

He aprendido que para acortar las luces de Navidad, se necesita un resistor. A menos que consigas un resistor muy grande (que es caro y difícil de encontrar, o uses un disipador de calor, o conectes varios juntos para aumentar mucho la potencia), se calentará mucho y no puedes dejar que toque nada.

No entiendo por qué necesito un resistor para acortar una cadena de luces navideñas, a diferencia de la cadena más corta. Por ejemplo, alguien podría fabricar una cadena con 78 bombillas en lugar de 100, y estoy seguro de que no tendrían un resistor caliente allí.

Pero ¿por qué una cadena más corta de luces no necesita un resistor?

No estoy seguro de por qué necesito añadir un resistor caliente, me pregunto qué hacen en el proceso de fabricación para determinar cómo hacer la cadena sin un resistor. ¿Es el tipo de bombilla? ¿O hay algo más involucrado?

¿Hay alguna forma de emular la cadena más corta de luces sin el resistor?

Nota: estas son cadenas que se conectan a un enchufe de pared de 120V. Por lo tanto, el voltaje no se puede ajustar ya que el enchufe de corriente no se puede ajustar.

Answer 1

Los conjuntos están diseñados para usar bombillas cuyos voltajes sumen igual al voltaje de suministro. Por lo tanto, un conjunto que utiliza 20 bombillas para una fuente de alimentación de 120V usará bombillas diseñadas para operar a 6 voltios. Y un conjunto que utiliza 50 bombillas para una fuente de alimentación de 120V usará bombillas diseñadas para operar a 2.4V. Cuando estás fabricando cientos de miles (o millones) de conjuntos, puedes hacer que se fabriquen bombillas personalizadas para el voltaje que desees.

Si deseas quitar algunas bombillas y acortar el conjunto, entonces debes compensar la potencia que las bombillas estaban utilizando o correr el riesgo de una falla prematura de las bombillas restantes que estás operando por encima del voltaje.

Una bombilla de 2.4V diseñada para un conjunto de 50 bombillas NO es "intercambiable" con una bombilla de 6V diseñada para un conjunto de 20 bombillas. No importa cuán similares puedan parecer a simple vista.

Answer 2

Si quieres acortar una cadena de 100 bombillas a 78 (realmente dos cadenas paralelas de 39 para 120VAC) puedes cablear un diodo rectificador 1N4007 en serie con las cadenas. Reducirá el voltaje RMS en aproximadamente un 30%, lo cual es bastante adecuado.

Answer 3

Las bombillas se pueden fabricar a cualquier voltaje deseado.

Supongo que las cadenas utilizan bombillas de diferentes voltajes. ¿Has medido el voltaje a través de cada bombilla cuando está en su cadena y encendida?

Las bombillas incandescentes tampoco tienen un umbral rígido de "funcionamiento" vs "no funcionamiento". Las bombillas en una cadena pueden estar siendo sobrealimentadas con un voltaje más alto de lo que realmente se supone que deben funcionar, y la otra cadena puede estar subalimentando las bombillas. La sobrealimentación producirá más luz, pero acortará la vida útil. La subalimentación hará lo contrario, pero aún obtendrás algo de luz a menos que esté muy, muy subalimentado.

Answer 4

Si las bombillas están conectadas en serie, entonces sus voltajes se sumarán hasta alcanzar lo que la fuente de alimentación emite, esto significa que cualquier bombilla retirada debe compensarse su caída de voltaje con resistencias.

Si retiras 2 bombillas de 0.5W cada una, necesitarás disipar 1W de potencia si quieres mantener el mismo brillo en las otras bombillas, por ejemplo. Suma la potencia combinada de las bombillas retiradas y así sabrás cuánta potencia extra debes disipar.

En un string más corto, o bien utilizarías una fuente de alimentación de menor voltaje (si no estás ejecutando las bombillas directamente en la corriente principal) o utilizarías bombillas de mayor resistencia para disminuir la corriente (con una caída de voltaje más o menos uniforme en todas las bombillas).

Answer 5

Las luces fueron diseñadas para 120 VAC de entrada. La potencia de salida (luz y calor) puede estimarse mediante la ley de Ohm simple (suponiendo un circuito ideal): P=VI=V^2/R.

Al dejar algunas bombillas fuera, estás reduciendo la resistencia total y, por lo tanto, aumentando la potencia drenada de la fuente. Con una fuente de voltaje constante, eso significa que estás consumiendo más corriente. Cada elemento del circuito disipa la potencia P=RI^2, donde R es la resistencia del elemento e I es la corriente que fluye a través de él. Por eso el resistor se calienta y las bombillas son más brillantes.

Tu nota es falsa, sin embargo. Puedes ajustar el voltaje aplicado al conjunto. Agrega un (auto)transformador entre el enchufe de la pared y el conjunto. De esta manera puedes reducir el voltaje total para que encajen las 78 bombillas en lugar de 100.