ทำไมตัวต้านทาน 10W ถึงร้อนโดยมีกำลังไฟเพียง 6.5W เท่านั้น?

ผมทำงานเกี่ยวกับ 6.5W แม้ว่าจะเป็นตัวต้านทาน 10W คะแนนโอห์มคือ 220 โอห์มซึ่งถูกต้องสำหรับวงจรโอห์มซึ่งคำนวณได้ประมาณ 225 โอห์ม

นี่คือสิ่งที่ทำงานผ่านตัวต้านทาน 220 ohm 10 watt ของฉัน:

38.4 โวลต์
0.17 แอมป์
225.88 โอห์ม
38.4V * 0.17A = 6.528W

ภายในไม่กี่นาทีมันก็ร้อนจนไหม้ฉัน ฉันโอเคเพราะฉันแตะเพียงครั้งเดียว

แต่ฉันคาดหวังว่ามันจะยังคงเจ๋งเพราะตัวต้านทานได้รับการจัดอันดับที่เกือบสองเท่าของกำลังงานที่ผ่านไป คนอิเล็กทรอนิกส์บอกฉันว่าไม่ควรร้อนด้วยกำลังไฟสองเท่า

เป็นเรื่องปกติหรือไม่ ทำไมตัวต้านทานถึงร้อน? นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงจากอัคคีภัยหรือไม่? ps ตัวต้านทานกำลังวางอยู่บนอิฐ

— hbsrnbnt
แหล่งที่มา

5W = 6.528W ?? นั่นคือความแตกต่างมากกว่า 15% ในระดับ 10W

— Bort

@ User91232 - ไม่ได้คะแนนสูงสุดอีก 35% นอกจากนี้หากคุณดูกราฟ "อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น" ในแผ่นข้อมูลปรากฏว่าที่โหลด 65% จะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นประมาณ 165C บางคนสามารถยืนยันได้สำหรับฉัน โปรดทราบด้วยว่าหากเป็นจริง 50% โหลดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะเป็นเพียง 60C (ความแตกต่างใหญ่ใช่มั้ย)

— Bort

10W เป็นสิ่งที่สามารถจัดการได้ก่อนที่มันจะละลาย 6W ยังคงมีความร้อนจำนวนมากที่มีการกระจาย

— Majenko

หมายเหตุ: ตัวต้านทานของคุณกำลังกระจายความร้อนประมาณ 1 ใน 200 ส่วนเครื่องทำความร้อนในอวกาศ 1kW จะกระจายไป เปรียบเทียบขนาดของเครื่องทำความร้อนพื้นที่กับขนาดตัวต้านทานของคุณ พวกเขาเปรียบเทียบอย่างไร

— Cort Ammon

โดยไม่คำนึงว่าตัวต้านทานมีขนาดใหญ่เล็กมากหรือแย่คุณยังคงมีกำลังไฟ 6.5 วัตต์ที่ออกมาจากตัวเครื่องและความร้อนนั้นจะต้องออกจากพื้นที่อย่างใด

— David Schwartz

คำตอบ:

ก่อนอื่นมาลองทำตัวเลขด่วน

6.528W/10W = 65% (of 10W)

หมายถึงแผ่นข้อมูล:

มี165Cอุณหภูมิสูงขึ้น ห้ามจับ! .

สำหรับ "มันเป็นอุณหภูมิที่ปลอดภัยสำหรับตัวต้านทานหรือไม่" ดูรูปถัดไป:

ฉันจะยอมรับว่ากราฟ Derating Curve เจ็บหัวของฉัน แต่ถ้าคุณทำตาม10Wโค้งไปที่25C(ประมาณอุณหภูมิห้อง) ตัวต้านทานควรจะสามารถจัดการกับ100%กำลังไฟที่ได้รับ โปรดทราบว่าฉันแค่สมมติว่าอุณหภูมิโดยรอบคือ25C! หากคุณมีมันนอนอยู่บนก้อนอิฐก็ควรจะโอเค ปรากฏว่าตัวต้านทานสามารถจัดการกับ115Cอุณหภูมิแวดล้อม @ 65%โหลดได้ แต่นั่นจะผลักดันให้สูงสุด

— Bort
แหล่งที่มา

ขอขอบคุณ! ปลอดภัยไหมที่จะออกเดินทางต่อเป็นเวลาหลายวัน? มันวางอยู่บนก้อนอิฐ แต่อยู่ในขอบหน้าต่าง ฉันแน่ใจว่าไม่มีอะไรแตะต้องมันอีกแล้ว ต้องการที่จะใส่ในกล่องโลหะหุ้มฉนวนเล็ก ๆ ถ้ามีอยู่

— hbsrnbnt

ฉันทำคณิตศาสตร์และการวิจัยเล็กน้อยเกี่ยวกับ 44C เป็นเกณฑ์สำหรับความเจ็บปวดในการสัมผัสพื้นผิวที่ร้อนดังนั้นรอบ 42C (108F) ปลอดภัยที่จะสัมผัส ... โหลด 15%!

— hbsrnbnt

@ User91232 ถ้าคุณใส่มันลงในกล่องฉนวนมันจะร้อนขึ้นเรื่อย ๆ เพราะความร้อนยังคงต้องไปที่ไหนสักแห่ง แต่มันจะมีความแตกต่างของอุณหภูมิที่ใหญ่กว่าในการขับเคลื่อนความร้อนที่ไหลผ่านฉนวน! สิ่งที่คุณอาจต้องทำคือการยึดตัวต้านทานกับฮีทซิงค์ - คุณสามารถซื้อตัวทำวัตถุประสงค์ได้ แต่แผ่นโลหะที่เรียบง่ายจะทำงานได้ - จากนั้นติดเข้ากับฐานฉนวนเพื่อให้ความร้อนไม่ทำลายพื้นผิวของคุณ วางไว้บน จำไว้ว่าอากาศจะต้องสามารถไหลผ่านพื้นผิวของฮีทซิงค์ได้ การคำนวณการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในสถานการณ์เช่นนี้เป็นคำถามแยกต่างหาก ...

— nekomatic

@ จุด nekomatic เป็นสิ่งที่ดี เป็นไปได้ที่ตัวต้านทานโหลดจะร้อนพอที่จะทำให้เกิดปัญหาหากอยู่ในกล่องหุ้มฉนวน ซึ่งอาจรวมถึงการหลอมส่วนประกอบอื่น ๆ หรือฉนวนสายไฟหรือแม้กระทั่งการแยกขั้วสัมผัสออก สิ่งเหล่านี้อาจมีผลกระทบแบบน็อคออนอย่างมีนัยสำคัญ

— Chris H

คุณสามารถซื้อตัวต้านทานที่เคลือบด้วยโลหะพร้อมรูยึดสำหรับติดตั้งกับฮีทซิงค์โดยตรง

— nekomatic

นี่เป็นพฤติกรรมปกติของตัวต้านทานพลังงานขนาดที่คุณใช้ เพียงเพราะมันทำงานที่ 50% ของการให้คะแนนไม่ได้หมายความว่ามันจะเจ๋ง ฉันดูแผ่นข้อมูลสำหรับตัวต้านทานขนาด 10 วัตต์ในทำนองเดียวกัน มันมีเส้นโค้งที่แสดงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเปอร์เซ็นต์ของการจัดอันดับโหลด สำหรับ 50% (5 วัตต์) อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นคือ 125C ซึ่งมากกว่าน้ำเดือด

— แบร์รี่
แหล่งที่มา

คุณกำลังผลัก 6W ไปยังตัวต้านทาน นั่นหมายถึงความร้อน 6J ต่อวินาที

การใช้สมการ calorimetric Q = cm (T2-T1) โดยที่ Q คือความร้อนทั้งหมด, c คือความจุความร้อนจำเพาะ, m คือมวลและ T คืออุณหภูมิหนึ่งสามารถรับ P = dQ / dt = c.dT / dt

หากคุณใช้ค่าของคุณคุณจะเห็นว่าอุณหภูมิของตัวต้านทานเพิ่มขึ้นตาม P / (ซม.) ด้วยน้ำหนักที่เบาทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

นอกจากนี้ยังมีกระบวนการตอบโต้: การกระจายความร้อน ความแตกต่างที่สูงขึ้นของ T-Ta โดยที่ T คืออุณหภูมิตัวต้านทานและ Ta คืออุณหภูมิโดยรอบการกระจายความร้อนที่สูงขึ้น มีตัวแปรมากมายที่จะควบคุมการกระจายและอุณหภูมิ: ความจุความร้อนของฮีทซิงค์ (อากาศ), การไหลของมวลอากาศ ฯลฯ

เกี่ยวกับคำถามของคุณ:

ใช่มันเป็นเรื่องปกติและเกิดจากอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก
หากระบายความร้อนไม่เพียงพอมันจะร้อนมาก
ถ้ามันจะวางบนก้อนอิฐไม่มีไฟไหม้ หากคุณวางไว้ระหว่างสองก้อนอิฐและปิดผนึกมันสามารถละลายและเผา ถ้าทิ้งไว้กับ pars flamable มีไฟ hazzard
โดยส่วนตัวฉันจะเพิ่มความเย็นเข้าไปหม้อน้ำอลูมิเนียมขนาดเล็กจะกระจาย 10 W easilly (Foolproof roundup)

— ลี่ย์
แหล่งที่มา

ความจุความร้อนไม่เกี่ยวข้องในกรณีนี้และเป็นเพียงการเบี่ยงเบนความสนใจของผู้อ่านจากปัจจัยสำคัญเท่านั้นซึ่งก็คือความต้านทานความร้อน

— szulat

ฉันไม่คิดอย่างนั้น ตัวต้านทานเดี่ยวน้ำหนักน้อยกว่ากรัมถ้าคุณแนบตัวต้านทานเดียวกันกับบล็อกตะกั่ว 1 กก. และปิดผนึกทั้งสองตัวต้านทานเดี่ยวจะอุ่นขึ้นในไม่กี่นาทีตัวที่สองจะอุ่นขึ้นอย่างช้าๆ ความจุกฎความเร็วของภาวะโลกร้อน อุณหภูมิสุดท้ายถูกควบคุมโดยการกระจายความร้อน ความต้านทานความร้อนเป็นสิ่งสำคัญ แต่มันไม่ได้เป็นเพียงปัจจัยเดียวอย่างแน่นอน

— Crowley

และนั่นเป็นสาเหตุที่ความจุความร้อนสามารถถูกละเว้นได้อย่างสมบูรณ์ในกรณีนี้ - เพราะมันมีขนาดเล็กมาก และที่จริงแล้วในเกือบทุกกรณีเพราะเรามักจะสนใจในสถานะที่มั่นคง แต่คำตอบของคุณแสดงความจุความร้อนเป็นปัจจัยหลัก แน่นอนว่ามันเชื่อมต่อทั้งหมด แต่สำหรับผู้ที่ถามคำถามเช่นนี้คำตอบของคุณจะทำให้เข้าใจผิดเท่านั้น

— szulat

@szulat ฉันได้เปลี่ยนผลลัพธ์ความจุเป็น "การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเร็ว" และใช่ความจุไม่ส่งผลกระทบต่อสถานะคงที่ โปรดทราบว่าความจุขนาดเล็กนำไปสู่กระบวนการที่รวดเร็วและในทางกลับกัน และ OP กังวลว่ามันจะร้อนในไม่กี่นาที

— Crowley

@Crowley ใช่ "ฉันกำลังใช้งานประมาณ 6.5W" ดูเหมือนเป็นรัฐที่มั่นคงและในหลายความคิดเห็น OP แสดงความกังวลเกี่ยวกับระยะเวลาที่เหลืออยู่เช่นนั้นซึ่งจะช่วยตอกย้ำความมั่นคงของตัวต้านทานสถานะของ OP ต่อไป นอกจากนี้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงกำลังงานเราสามารถเฉลี่ยกำลังงานออกมาและทำงานกับค่านั้นด้วยความจุความร้อนซึ่งกำหนดว่าแอมพลิจูดนั้นมีขนาดใหญ่เพียงใด

— Agent_L