क्या यह गणना करना संभव है कि एक अवरोध में कितनी गर्मी अपव्यय और तापमान वृद्धि होगी


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मान लीजिए कि मेरे पास 20 वी में 100 एमएएच की बैटरी है। मैं इसके पार 1000 कोहम अवरोधक जोड़ता हूं। कितनी गर्मी उत्पन्न होगी और मुझे रोकनेवाला में तापमान वृद्धि कैसे मिल सकती है? जैसा कि बैटरी संचालित होती है, मुझे लगता है कि वर्तमान प्रवाह समय के साथ कम हो जाएगा, लेकिन वास्तविक बैटरी के लिए वोल्टेज के बारे में निश्चित नहीं है। शायद मैं यहां पर्याप्त जानकारी नहीं दे रहा हूं, मुझे इसके लिए खेद है।

मैं सिर्फ यह जानना चाहता हूं कि ऐसी गणना करने के लिए क्या जानकारी चाहिए? क्या तुमने पहले कभी ऐसा किया है? आदर्श मामले में (केवल सबसे महत्वपूर्ण कारकों को ध्यान में रखते हुए) क्या कारकों को गर्मी लंपटता और तापमान वृद्धि का अनुमान लगाने के लिए माना जाता है और वास्तविक व्यावहारिक प्रयोग में वास्तविक गर्मी लंपटता और तापमान अलग क्यों होगा?

मुझे पता है कि यह सवाल कठिन लग रहा है, लेकिन मुझे बहुत खुशी होगी अगर मैं आखिरकार इस रहस्य को सुलझा सकता हूं।


पावर = करंट * वोल्ट (P = I * V)। यहाँ पर वी रेसिस्टर 20V है, मैं 1M (1,000k - टाइपो?) अवरोधक के माध्यम से .02mA है। पी = .4 एमडब्ल्यू
डेक्सट्राब

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कृपया पहले से पूछे गए इस प्रश्न को पढ़ें, और हमें बताएं कि क्या आपके पास अभी भी प्रश्न हैं: Electronics.stackexchange.com/questions/32996/…
फोटॉन

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तो क्या यह 1,000K है या नहीं, ओपी?
dext0rb

वाह धन्यवाद, रोकनेवाला का मूल्य इतना महत्वपूर्ण नहीं है, इसके वास्तविक कदम जो मायने रखते हैं।
क्वांटम 231

जवाबों:


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एक अवरोधक को दी जाने वाली शक्ति, यह सभी गर्मी में परिवर्तित हो जाती है, यह वोल्टेज वर्तमान के माध्यम से कई गुना होता है:

    पी = IV

जहां पी शक्ति है, मैं वर्तमान हूं, और वी वोल्टेज है। एक रोकनेवाला के माध्यम से वर्तमान एक वोल्टेज से जुड़ा होता है और यह प्रतिरोध करता है:

    मैं = वी / आर

जहां R प्रतिरोध है। इस अतिरिक्त संबंध के साथ, आप वोल्टेज या करंट के प्रत्यक्ष कार्य के रूप में पावर बनाने के लिए उपरोक्त समीकरणों को पुनर्व्यवस्थित कर सकते हैं:

    पी = वी 2 / आर

    पी = मैं 2 आर

ऐसा होता है कि यदि आप वोल्ट, एम्प, वॉट और ओम की इकाइयों से चिपके रहते हैं, तो अतिरिक्त रूपांतरण स्थिरांक की आवश्यकता नहीं है।

आपके मामले में आपके पास 20 वी 1 1oror अवरोधक है:

    (20 वी) 2 / (1 kΩ) = 400 mW

यह है कि रोकनेवाला कितना ताकतवर होगा।

इससे निपटने के लिए पहला कदम यह सुनिश्चित करना है कि पहली बार में बहुत अधिक शक्ति के लिए प्रतिरोधक को रेट किया गया है। जाहिर है, एक "" वाट "रोकनेवाला नहीं करेगा। अगला आम आकार "" वाट "है, जो उस शक्ति को सिद्धांत में ले सकता है जो सभी उचित परिस्थितियों के साथ मिले। यह देखने के लिए डेटाशीट को ध्यान से पढ़ें कि आपके to Watt रोकनेवाला किन परिस्थितियों में वास्तव में ½ Watt को नष्ट कर सकता है। यह निर्दिष्ट कर सकता है कि परिवेश को एक निश्चित मात्रा में वेंटिलेशन के साथ 20 ° C या उससे कम होना चाहिए। यदि यह अवरोधक एक बोर्ड पर होता है जो एक बॉक्स में होता है जो कि बिजली को अलग करता है, तो बिजली की आपूर्ति की तरह, परिवेश का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है। उस स्थिति में, "" वाट "रोकनेवाला वास्तव में unless वाट को संभाल नहीं सकता है, जब तक कि शायद एक प्रशंसक से हवा नहीं होती है जो सक्रिय रूप से अपने शीर्ष को उड़ा रहा है।

यह जानने के लिए कि रोकनेवाला का तापमान परिवेश से ऊपर कैसे बढ़ेगा, आपको एक और आंकड़े की आवश्यकता होगी, जो परिवेश के लिए प्रतिरोधक का थर्मल प्रतिरोध है। यह समान पैकेज प्रकारों के लिए लगभग समान होगा, लेकिन सही उत्तर केवल रोकनेवाला डेटाशीट से उपलब्ध है।

चलो बस एक नंबर लेने के लिए कहते हैं (पतली हवा से बाहर, मैंने कुछ भी नहीं देखा, केवल उदाहरण के लिए) कि उपयुक्त तांबे पैड के साथ रोकनेवाला में 200 डिग्री सेल्सियस / डब्ल्यू का थर्मल प्रतिरोध होता है। रोकनेवाला 400 mW को नष्ट कर रहा है, इसलिए इसका तापमान वृद्धि लगभग (400 mW) (200 ° C / W) = 80 ° C होगी। यदि यह आपके डेस्क पर एक खुले बोर्ड पर है, तो आप संभवतः 25 ° C अधिकतम परिवेश का अनुमान लगा सकते हैं, इसलिए रोकनेवाला 105 ° C तक पहुंच सकता है। ध्यान दें कि पानी उबालने के लिए पर्याप्त गर्म है, लेकिन अधिकांश प्रतिरोधक इस तापमान पर ठीक होंगे। बस अपनी उंगली को दूर रखें। यदि यह एक बिजली की आपूर्ति वाले बॉक्स में एक बोर्ड पर है जो परिवेश से बॉक्स में तापमान 30 ° C तक बढ़ाता है, तो रोकनेवाला अस्थायी तक पहुंच सकता है (25 ° C) + (30 ° C) + (80 ° C) = 135 ° से। क्या वह ठीक है? मुझे मत पूछो, डेटशीट की जाँच करें।


क्या एक कारण है कि मानव जाति ने 1 / 4w 1 / 2w और इसी तरह की संख्याओं का विकल्प चुना? 1 / 5w या इसके बजाय क्यों नहीं? मैंने सोचा कि हमें रोकनेवाला और जूल (ऊर्जा के लिए इकाई) की बात करने की "विशिष्ट गर्मी क्षमता" के बारे में जानना होगा लेकिन यह महत्वपूर्ण नहीं है। हम यहां शक्ति की बात कर रहे हैं, ऊर्जा की नहीं।
क्वांटम 231 23

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@quantum: 1/5 वाट रेसिस्टर्स मूर्खतापूर्ण होंगे क्योंकि 1/4 वाट इतने सस्ते होते हैं :-)
ओलिन लेथ्रोप

@ क्वांटम 231, निर्माता पहले से ही विशिष्ट गर्मी आदि के लिए जिम्मेदार हैं, जब वे डेटाशीट में थर्मल प्रतिरोध और धीरज निर्दिष्ट करते हैं - या तो कुछ गणना या प्रयोगात्मक रूप से।
भेलम

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@ क्वांटम 231: विशिष्ट ताप क्षमता इसके अलावा अन्य प्रासंगिक नहीं है यदि आप इसे रोकने वाले के द्रव्यमान से गुणा करते हैं तो आप गणना कर सकते हैं कि बिजली लागू होने और हटाए जाने पर तापमान में वृद्धि या गिरावट होगी। यह प्रतिरोधक की क्षमता है कि वह गर्मी का प्रसार करता है जो उसके ऑपरेटिंग तापमान को निर्धारित करता है और यह, जैसा कि उत्तर कहता है, परिवेश के लिए थर्मल प्रतिरोध द्वारा निर्धारित किया जाता है। तापमान वृद्धि की दर अन्य अनुप्रयोगों में बहुत महत्वपूर्ण हो सकती है जैसे कि आवेग हीट सीलिंग (जैसे कसाई का बैग सीलर), थर्मल ट्रांसफर प्रिंटहेड या यहां तक ​​कि आपका कुकर हॉब भी लेकिन यह एक और सवाल है।
ट्रांजिस्टर

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@ क्वांटम 231 विशिष्ट ताप क्षमता आपको केवल यह बताएगी कि प्रतिरोधक कितनी जल्दी गर्म होगा, जो आमतौर पर महत्वपूर्ण नहीं है। लंबे समय में यह कितना गर्म हो जाता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि गर्मी को कितनी अच्छी तरह से दूर किया जाता है, जो कि बहुत अधिक जटिल है।
साइमन बी

5

अपव्यय केवल शक्ति कानून से होता है

तापमान वृद्धि यह जानना असंभव है कि दिए गए रोकनेवाला गर्मी को कितनी अच्छी तरह जानता है। यह इस बात पर निर्भर करता है कि यह (हीट सिंक या नहीं?) के संपर्क में क्या है, वायु प्रवाह क्या है और परिवेश का तापमान क्या है। कम अच्छी तरह से रोकनेवाला वास्तव में गर्मी को समाप्त कर सकता है, उच्च तापमान को बढ़ाना होगा ताकि यह बिजली कानून द्वारा निहित वाट क्षमता को भंग कर सके। हम केवल वोल्टेज और प्रतिरोध से इसकी भविष्यवाणी नहीं कर सकते।

इसके अलावा, प्रतिरोधों में तापमान पर निर्भर प्रतिरोध होता है। यदि तापमान वृद्धि महत्वपूर्ण है, और गुणांक महत्वपूर्ण है, तो इस पर विचार करने की आवश्यकता हो सकती है।


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यह दिलचस्प हो रहा है।
क्वांटम 231
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