Чи можна порахувати, скільки розсіювання тепла та підвищення температури відбуватиметься в резисторі

Припустимо, у мене є акумулятор на 100 мАг на 20 В. Я підключаю через неї резистор 1000 кілометрів. Скільки теплоти буде вироблятися і як я можу знайти підвищення температури в резисторі? Оскільки батарея працює, я думаю, що струм струму зменшиться з часом, але я не впевнений у напрузі для реальної батареї. Можливо, я не даю тут достатньої інформації, мені шкода за це.

Мені просто хочеться знати, яка інформація потрібна для здійснення такого розрахунку? Ви коли-небудь це робили? В ідеальному випадку (беручи до уваги лише найбільш значущі фактори), які фактори враховуються для оцінки тепловіддачі та підвищення температури, і чому в реальному практичному експерименті реальне розсіювання тепла та температура будуть різними?

Я знаю, що це питання виглядає важко, але я буду дуже радий, якщо зможу нарешті вирішити цю таємницю.

Потужність, що подається на резистор, який він перетворює в тепло, - це напруга, що перевищує його через струм через:

    Р = IV

Де P - потужність, I - струм, а V - напруга. Струм через резистор пов'язаний з напругою, що перебуває через нього, і опором:

    I = V / R

де R - опір. За допомогою цього додаткового відношення ви можете переставити вищевказані рівняння, щоб зробити потужність прямою функцією напруги чи струму:

    P = V ² / R

    P = I ² R

Буває так, що якщо дотримуватися одиниць Вольт, Ампер, Ватт і Ом, додаткові константи конверсії не потрібні.

У вашому випадку у вас 20 В через резистор 1 кОм:

    (20 В) ² / (1 кОм) = 400 мВт

Ось наскільки потужність резистора буде розсіюватися.

Перший крок для вирішення цього питання - переконатися, що резистор оцінюється на стільки потужності, в першу чергу. Очевидно, резистор потужністю ¼ Ватт не зробить. Наступний загальний розмір - "½ Ватт", який теоретично може приймати цю потужність при дотриманні всіх відповідних умов. Уважно прочитайте аркуш, щоб побачити, за яких умов ваш резистор ½ Вт може насправді розсіювати ½ Вт. Це може вказати, що навколишнє середовище повинно бути 20 ° C або менше при певній кількості вентиляції. Якщо цей резистор знаходиться на платі, яка знаходиться у коробці з чимось іншим, що розсіює енергію, як джерело живлення, температура навколишнього середовища може бути значно більше 20 ° C. У такому випадку резистор "½ Ватт" не може реально справлятися з ½ Ваттою, якщо, можливо, повітря від вентилятора активно дує по його верхівці.

Щоб знати, наскільки температура резистора підніметься над навколишньою, вам знадобиться ще одна цифра - це термічний опір резистора до навколишнього середовища. Це буде приблизно однаково для одних і тих же типів упаковки, але справжня відповідь доступна лише з таблиці резисторів.

Скажімо, щоб вибрати число (з повітря, я нічого не шукав, лише приклад), що резистор з відповідними мідними накладками має термічний опір 200 ° С / Вт. Резистор розсіюється 400 мВт, тому його підвищення температури буде приблизно (400 мВт) (200 ° С / Вт) = 80 ° С. Якщо він знаходиться на відкритій дошці на вашому столі, ви, мабуть, можете зрозуміти максимальну температуру навколишнього середовища 25 ° C, тому резистор міг дістатись до 105 ° C. Зверніть увагу, що це досить гаряче, щоб кип'ятити воду, але більшість резисторів буде добре при цій температурі. Просто тримайте палець подалі. Якщо це на дошці в коробці з джерелом живлення, який підвищує температуру в коробці на 30 ° C від навколишнього середовища, то температура резистора може досягати (25 ° C) + (30 ° C) + (80 ° C) = 135 ° C. Це нормально? Не питайте мене, перевірте аркуш.

Розсіювання якраз походить із закону про владу .

Підвищення температури неможливо передбачити, не знаючи, наскільки добре даний резистор розсіює тепло. Це залежить від того, з чим він стикається (радіатор чи ні?), Який повітряний потік і яка температура навколишнього середовища. Чим менше резистор може фактично усунути тепло, тим вище його температура повинна піднятися, щоб він міг розсіювати потужність, що передбачається законом про потужність. Ми не можемо передбачити цього просто з напруги та опору.

Крім того, резистори мають температурно-залежний опір. Якщо підвищення температури є значним, а коефіцієнт - значним, це може знадобитися врахувати.