Можно ли рассчитать, сколько рассеивания тепла и повышения температуры будут иметь место в резисторе

Предположим, у меня батарея 100 мАч при 20 В. Я подключаю резистор 1000 кОм через него. Сколько тепла будет выделяться и как я могу найти повышение температуры в резисторе? Поскольку батарея работает, я думаю, что ток будет со временем уменьшаться, но я не уверен насчет напряжения для реальной батареи. Возможно, я не даю здесь достаточной информации, прошу прощения за это.

Я просто хочу знать, какая информация необходима для такого расчета? Вы когда-нибудь это делали? В идеальном случае (принимая во внимание только наиболее значимые факторы), какие факторы используются для оценки рассеивания тепла и повышения температуры, и почему реальное рассеивание тепла и температура в реальном практическом эксперименте будут разными?

Я знаю, что этот вопрос выглядит сложным, но я буду очень рад, если наконец смогу разрешить эту тайну.

Мощность, подаваемая на резистор, который он преобразует в тепло, представляет собой напряжение на нем, умноженное на ток через него:

    P = IV

Где P - мощность, I - ток, а V - напряжение. Ток через резистор связан с напряжением на нем и сопротивлением:

    Я = V / R

где R - сопротивление. С помощью этого дополнительного соотношения вы можете изменить приведенные выше уравнения, чтобы сделать мощность прямой функцией напряжения или тока:

    P = V ² / R

    P = I ² R

Случается, что если вы используете единицы вольт, ампер, ватт и ом, дополнительные константы преобразования не требуются.

В вашем случае у вас есть 20 В на резисторе 1 кОм:

    (20 В) ² / (1 кОм) = 400 мВт

Вот сколько мощности будет рассеивать резистор.

Первый шаг к решению этой проблемы - сначала убедиться, что резистор рассчитан на такую ​​большую мощность. Очевидно, что резистор ¼ Ватт не подойдет. Следующий общий размер - это ½ ватта, который теоретически может получить эту мощность при соблюдении всех соответствующих условий. Внимательно прочитайте таблицу данных, чтобы увидеть, при каких условиях ваш резистор ½ Вт может фактически рассеивать ½ Вт. Это может указывать на то, что температура окружающей среды должна быть 20 ° C или меньше при определенной степени вентиляции. Если этот резистор находится на плате, которая находится в коробке с чем-то еще, что рассеивает мощность, например, источником питания, температура окружающей среды может быть значительно больше, чем 20 ° C. В этом случае резистор «½ Вт» не может в действительности выдерживать ½ Вт, если, возможно, нет воздуха от вентилятора, активно дующего через его верхушку.

Чтобы узнать, насколько температура резистора поднимется выше температуры окружающей среды, вам понадобится еще одна цифра, которая представляет собой тепловое сопротивление резистора к температуре окружающей среды. Это будет примерно одинаково для тех же типов пакетов, но истинный ответ доступен только из таблицы резисторов.

Скажем просто, чтобы выбрать число (из ничего, я ничего не нашел, только пример), что резистор с подходящими медными контактами имеет тепловое сопротивление 200 ° C / Вт. Резистор рассеивает 400 мВт, поэтому его повышение температуры составит около (400 мВт) (200 ° C / Вт) = 80 ° C. Если он находится на открытой плате на вашем столе, вы, вероятно, можете измерить максимальную температуру окружающей среды 25 ° C, так что резистор может достигнуть 105 ° C. Обратите внимание, что это достаточно горячий, чтобы вскипятить воду, но большинство резисторов будет хорошо при этой температуре. Просто держи палец подальше. Если это находится на плате в коробке с источником питания, который повышает температуру в коробке на 30 ° C от температуры окружающей среды, тогда температура резистора может достичь (25 ° C) + (30 ° C) + (80 ° C) = 135 ° С. Это нормально? Не спрашивайте меня, проверьте таблицу.

Рассеяние просто происходит от степенного закона .

Повышение температуры невозможно предсказать, не зная, насколько хорошо данный резистор рассеивает тепло. Это зависит от того, с чем он контактирует (теплоотвод или нет?), Каков поток воздуха и какова температура окружающей среды. Чем хуже резистор может фактически отводить тепло, тем выше должна будет повышаться его температура, чтобы рассеивать мощность, подразумеваемую степенным законом. Мы не можем предсказать это просто по напряжению и сопротивлению.

Кроме того, резисторы имеют температурно-зависимое сопротивление. Если повышение температуры является значительным, а коэффициент является значительным, это, возможно, необходимо учитывать.