Bir dirençte ne kadar ısı dağılımı ve sıcaklık artışının olacağını hesaplamak mümkün müdür?

20V'da 100 mAh pilim olduğunu varsayalım. 1000 kohm'luk bir direnç bağlarım. Ne kadar ısı üretilecek ve dirençteki sıcaklık artışını nasıl bulabilirim? Pil çalışırken, akım akışının zamanla azalacağını düşünüyorum, ancak gerçek bir pilin voltajından emin değilim. Belki burada yeterli bilgi vermiyorum, bunun için üzgünüm.

Sadece bilmek istiyorum, böyle bir hesaplama yapmak için hangi bilgilere ihtiyaç var? Hiç yaptın mı? İdeal durumda (sadece en önemli faktörler dikkate alınarak), ısı dağılımı ve sıcaklık artışını tahmin etmek için hangi faktörler dikkate alınır ve gerçek pratik deneydeki gerçek ısı dağılımı ve sıcaklık neden farklı olur?

Bu sorunun zor göründüğünü biliyorum, ama sonunda bu gizemi çözebilirsem çok mutlu olacağım.

Her biri ısıya dönüştürdüğü bir dirence verilen güç, içinden geçen akımın karşısındaki voltajdır:

    P = IV

P'nin güç olduğu yerde, I akımdır ve V voltajdır. Direnç boyunca akım, karşısındaki voltaj ve direnç ile ilgilidir:

    I = V / R

burada R dirençtir. Bu ek ilişkiyle, gücü doğrudan voltaj veya akım fonksiyonu olarak yapmak için yukarıdaki denklemleri yeniden düzenleyebilirsiniz:

    P = V ² / R

    P = I ² R

Volt, Amper, Watt ve Ohm birimlerine yapışırsanız, ek dönüştürme sabitleri gerekmez.

Senin durumunda 1 kΩ direnç karşısında 20 V var:

    (20 V) ² / (1 kΩ) = 400 mW

Direnç ne kadar güç harcayacak.

Bununla başa çıkmak için ilk adım, direncin ilk etapta bu kadar güç için derecelendirildiğinden emin olmaktır. Açıkçası, bir "¼ Watt" direnç yapmaz. Bir sonraki yaygın boyut, teorik olarak bu gücü karşılanan tüm uygun koşullarla alabilen "½ Watt" tır. ½ Watt direncinizin gerçekte ½ Watt dağıtabildiğini görmek için veri sayfasını dikkatle okuyun. Belli bir miktarda havalandırma ile ortamın 20 ° C veya daha az olması gerektiğini belirtebilir. Bu direnç, bir güç kaynağı gibi, gücü dağıtan başka bir şey içeren bir kutuda yer alıyorsa, ortam sıcaklığı 20 ° C'den önemli ölçüde daha fazla olabilir. Bu durumda, "½ Watt" direnç, top Watt ile gerçekten başa çıkamaz, belki de fanın tepesinden aktif olarak üflenen hava yoksa.

Direnç sıcaklığının ortamın üstüne ne kadar yükseleceğini bilmek için, direncin ortama karşı termal direnci olan bir şekle daha ihtiyacınız olacaktır. Bu, aynı paket türleri için kabaca aynı olacaktır, ancak gerçek yanıt yalnızca direnç veri sayfasından edinilebilir.

Diyelim ki, uygun bakır pedlere sahip direncin 200 ° C / W termal dirence sahip olduğu bir dizi (ince havadan dışarı, hiçbir şey bakmadım, sadece örnek). Direnç 400 mW dağıtır, bu nedenle sıcaklık artışı yaklaşık (400 mW) (200 ° C / W) = 80 ° C olacaktır. Masanızda açık bir tahtadaysa, muhtemelen maksimum 25 ° C ortam sıcaklığı elde edebilirsiniz, böylece direnç 105 ° C'ye ulaşabilir. Bunun suyu kaynatmak için yeterince sıcak olduğunu unutmayın, ancak çoğu direnç bu sıcaklıkta iyi olacaktır. Parmağınızı uzak tutun. Bu, kutudaki sıcaklığı ortamdan 30 ° C yükselten bir güç kaynağına sahip bir kutuda kuruluysa, direnç sıcaklığı (25 ° C) + (30 ° C) + (80 ° C) = 135 ° C. Bu tamam mı? Bana sorma, veri sayfasını kontrol et.

Dağılım sadece güç yasasından gelir .

Verilen direncin ısıyı ne kadar iyi dağıttığını bilmeden sıcaklık artışını tahmin etmek imkansızdır. Neyle temas ettiğine (ısı emicisi ya da değil?), Hava akışına ve ortam sıcaklığına bağlıdır. Direnç aslında ısıyı ne kadar az elimine edebilirse, sıcaklığının yükselmesi gerekecek, böylece güç yasası tarafından ima edilen watt'ı dağıtabilecektir. Bunu sadece voltaj ve dirençten tahmin edemeyiz.

Ayrıca, dirençler sıcaklığa bağlı bir dirence sahiptir. Sıcaklık artışı önemliyse ve katsayı anlamlıysa, dikkate alınması gerekebilir.