Determinació de la degradació de sistemes elèctrics

Abstract

[ANGLÈS] The aim of the project is to evaluate if entropy generation is a valid parameter to characterize induced damage in resistors due to energy dissipation by Joule effect. This study will be carried out in the framework of irreversible thermodynamics and it will be generalized to any electrical element that dissipates energy. The project begins with the general presentation of the thermodynamics background. The theoretical approach to resistor model is presented. We have implemented a testbench to evaluate entropy generation in 0.25 W and 10 W resistors using a data acquisition system based on Arduino and a monitoring application based on Labview. Several resistors have been monitored to burn out. Data has been processed to find that resistor damage is sensitive to environment heat dissipation, power dissipation and power injection. We have extrapolated the results of these accelerated tests to the behavior of usual performance of 0.25 W resistors, finding an estimation of their lifetime. Finally, the budget of the project is presented along with the future opportunities that can arise from this preliminary study.

[CASTELLÀ] objetivo del este proyecto es evaluar si los fundamentos de termodinámica irreversible y, en concreto, la noción de generación de entropía, son válidos para caracterizar el daño inducido debido al efecto de disipación de energía por efecto Joule en elementos resistivos, para después hacer la generalización a cualquier elemento eléctrico. El proyecto comienza con la presentación de la teoría general sobre termodinámica en la que se basa el proyecto. A continuación se describe el método teórico y experimental empleado. Se ha descrito el banco de pruebas implementado para caracterizar el daño inducido en las resistencias. Se han caracterizado todos los componentes que integran el sistema de adquisición de datos y la aplicación que se ha desarrollado mediante el lenguaje de programación LabView, haciendo un análisis a fondo de la misma. Se han analizado los datos obtenidos del banco de pruebas y se han extraído las conclusiones que corroboran la teoría de que la generación de entropía es un método válido para caracterizar el daño inducido en elementos eléctricos que disipan energía por efecto Joule. En la parte final del proyecto se presenta un presupuesto del coste de los materiales que se han empleado en el banco de pruebas y de la mano de obra que hubiese supuesto la elaboración de este proyecto. Por último se enumeran algunos trabajos futuros que podrían ser la continuación de este proyecto.