Warum wird ein 10-W-Widerstand heiß, wenn nur 6,5 W durch ihn laufen?

Ich betreibe ungefähr 6,5 W durch einen 10-W- Widerstand . Die Ohmzahl beträgt 220 Ohm, was für die Schaltungsohmwerte korrekt ist, die auf etwa 225 Ohm berechnet werden.

Folgendes läuft durch meinen 220-Ohm-10-Watt-Widerstand:

38,4 Volt
0,17 Ampere
225,88 Ohm 38,4 V
* 0,17 A = 6,528 W

Innerhalb von ein paar Minuten wurde es so heiß, dass es mich verbrannte. Mir geht es aber gut, weil ich es nur für eine Sekunde berührt habe.

Aber ich hatte erwartet, dass es kühl bleibt, da der Widerstand für fast die doppelte Leistung ausgelegt ist, die durch ihn geht. Die Elektroniker sagten mir, dass es mit doppelter Wattzahl nicht heiß werden sollte.

Ist das normal? Warum sollte der Widerstand heiß werden? Besteht auch Brandgefahr? ps Der Widerstand ruht auf Ziegelstein.

Es ist wahrscheinlich normal. Überprüfen Sie das Datenblatt, es kann Gehäusetemperaturen bei unterschiedlichen Leistungen und unterschiedlichen Kühlstufen (stille Luft oder unter einem Lüfter) erwähnen.
Hast du eine Teilenummer für den Widerstand, den du verwendest?
5 W=6,528 W?? Das sind über 15 % Unterschied auf einer 10-W-Skala.
@duskwuff Ja, ich habe es von digikey bekommen, hier ist es: digikey.com/product-detail/en/yageo/SQP10AJB-220R/220W-10-ND/… Digi-Key-Teilenummer: 220W-10-ND
@Bort der Punkt ist, dass es fast doppelt so hoch ist wie die Leistung, die es durchläuft
@User91232 - Nein, es wird mit 35 % mehr bewertet. Wenn Sie sich auch das Diagramm „Temperaturanstieg“ im Datenblatt ansehen, scheint es, dass bei 65% Last die Temperatur um etwa 165 ° C ansteigt. Kann mir das jemand verifizieren? Beachten Sie auch, dass bei einer TATSÄCHLICHEN Last von 50% der Temperaturanstieg nur 60 ° C betragen würde (großer Unterschied, oder?).
10 W ist das, was es verarbeiten kann, bevor es schmilzt. 6W ist immer noch eine Menge Wärme, die es abzuführen gilt.
Gab es eine bessere Wattzahl, um es zu bekommen? Oder reicht das für meine Anwendung? Wie in, ist das sicher?
@Bort, danke für die Info auf dem Datenblatt, ich wusste nie, was ich damit anfangen soll, aber aufgrund deines Kommentars habe ich es gefunden und jetzt verstehe ich das Temperaturdiagramm.
Hinweis: Ihr Widerstand leitet etwa 1/200 der Wärme ab, die eine 1-kW-Raumheizung abführt. Vergleichen Sie die Größe einer Raumheizung mit der Größe Ihres Widerstands. Wie vergleichen sie sich?
Unabhängig davon, wie groß, klein, großartig oder schrecklich der Widerstand ist, kommen immer noch 6,5 W heraus, und diese Wärme muss irgendwie aus dem Bereich herauskommen.
oder Papier in Brand stecken...
Irgendwo muss die Energie hin. Dies ist ein Widerstand mit einer Größe von vielleicht 20 x 10 x 10 mm, was ungefähr 2 Gramm Wasser entspricht, was die Wärmekapazität betrifft. Sie heizen mit 6,5 J/s oder 1,55 Kalorien pro Sekunde, das sind 93 Kalorien pro Minute. Eine Kalorie ist (ungefähr) ein Unterschied von 1 °C pro Gramm Wasser bei Zimmertemperatur, das heißt, Sie erwärmen sich um etwa 46 °C pro Minute. Vernachlässigen Sie dort einige Details (Emission), also sagen wir sicherheitshalber 30 ° C pro Minute. Voilà, verbrennen Sie sich nach 2 Minuten die Hände, völlig normal.
Zusätzlich zu dem, was @immibis sagt, kann es eine Mindestanforderung an den Kühlkörper geben, um die volle Nennleistung zu erhalten. Wenn Sie auf Ziegelsteinen ruhen, müssen Sie möglicherweise ein wenig nachlassen, verglichen mit einer fest verschraubten Aluminiumbox
@Bort 10W sind etwa 54% mehr als 6,5W.
@DavidConrad - Richtig ... Semantikproblem hier. 6,5 W von 10 W sind 65 %, also bleiben 35 % mehr von 10 W übrig, ich meinte nicht 35 % von 6,5 W.
Aus Neugier, was versuchst du zu tun? Vielleicht gibt es eine andere Möglichkeit, dies zu tun, ohne so viel Wärme zu erzeugen.

Antworten (3)

Lassen Sie uns zuerst einen schnellen Zahlenkrach machen:

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

Bezugnehmend auf das Datenblatt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es kommt zu einem 165CTemperaturanstieg. Nicht Tasten! .

Informationen zu „Ist es eine sichere Temperatur für den Widerstand?“ finden Sie in der nächsten Abbildung:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich gebe zu, dass der Derating-Kurvengraph mir irgendwie den Kopf schmerzt. Wenn Sie jedoch der 10WKurve bis 25C(über Raumtemperatur) folgen, sollte der Widerstand in der Lage sein, mit 100%seiner Nennleistung umzugehen. Beachten Sie, dass ich nur die Umgebungstemperatur annehme 25C! Wenn Sie es auf einem Ziegelstein liegen haben, sollte es in Ordnung sein. Es scheint, dass der Widerstand bis zu etwa 115CUmgebungstemperatur bei 65%Last verarbeiten kann. Aber das würde es auf die Spitze treiben.

DANKE SCHÖN! Ist es trotzdem sicher, es mehrere Tage zu lassen? Es ruht auf Ziegeln, aber in einer Fensterbank. Ich habe darauf geachtet, dass nichts anderes es berührt. Würde gerne eine winzige isolierte Metallbox einbauen, wenn es eine gäbe.
Gute Frage, ich werde meine Antwort in einer Sekunde aktualisieren, um dieses zusätzliche Bit widerzuspiegeln.
Ich habe ein wenig gerechnet und recherchiert, etwa 44 ° C ist die Schmerzgrenze beim Berühren einer heißen Oberfläche, also sind etwa 42 ° C (108 ° F) sicher zu berühren ... laut Tabelle liegt die Berührungssicherheitsschwelle bei nur ungefähr 15% Last!
Zum Glück ist es nirgendwo auf der Erde 115°C (239°F)! :) Vielen Dank für Ihre ausgezeichnete Antwort.
@Bort Ich wäre sehr, sehr besorgt darüber, Temperaturen von 115 ° C in der Nähe einer Li-Ionen-Batterie zu haben.
@Bort: Es kann dasselbe gekostet haben, die Klimaanlage Ihres Autos reparieren zu lassen wie der Kauf eines neuen Handys: /
@ User91232 Wenn Sie es in eine isolierte Box stecken, wird es noch heißer, weil die Wärme immer noch irgendwo hin muss, aber es braucht einen größeren Temperaturunterschied, um diesen Wärmefluss durch die Isolierung zu treiben! Vielleicht möchten Sie den Widerstand an einen Kühlkörper klemmen - Sie können einen speziell angefertigten kaufen, aber eine einfache Metallplatte funktioniert - und diesen dann an einer isolierenden Basis befestigen, damit die Hitze die Oberfläche nicht beschädigt lege es an. Denken Sie daran, dass Luft über die Oberfläche des Kühlkörpers strömen kann. Die Berechnung des Temperaturanstiegs in dieser Situation ist eine separate Frage ...
Der Punkt von @nekomatic ist gut. Es ist durchaus möglich, dass ein Lastwiderstand heiß genug wird, um Probleme zu verursachen, wenn er sich in einer isolierten Box befindet. Dies kann das Schmelzen anderer Komponenten oder Drahtisolierungen oder sogar das Ablöten der eigenen Kontakte umfassen. Diese könnten erhebliche Folgewirkungen haben.
Sie können Metallgehäuse-Widerstände mit Befestigungslöchern kaufen, um sie direkt an einem Kühlkörper anzubringen.

Dies ist ein normales Verhalten für einen Leistungswiderstand der von Ihnen verwendeten Größe. Nur weil es mit 50 % seiner Nennleistung läuft, heißt das nicht, dass es kühl läuft. Ich habe mir das Datenblatt für einen ähnlich großen 10-Watt-Widerstand angesehen. Es hatte eine Kurve, die den Temperaturanstieg gegen den Prozentsatz der Nennlast zeigte. Bei 50 % (5 Watt) beträgt der Temperaturanstieg 125 °C, was größer ist als bei kochendem Wasser.

Sie schieben 6W an den Widerstand. Das bedeutet 6 J Wärme pro Sekunde.

Unter Verwendung der kalorimetrischen Gleichung Q=cm(T2-T1), wobei Q die Gesamtwärme, c die spezifische Wärmekapazität, m die Masse und T die Temperaturen sind, kann man P=dQ/dt=c.dT/dt ableiten.

Wenn Sie Ihre Werte verwenden, können Sie sehen, dass die Temperatur des Widerstands gemäß P/(cm) ansteigt. Dank seines geringen Gewichts ist der Temperaturanstieg sehr schnell.

Es gibt auch einen Gegenprozess: die Wärmeableitung. Je höher die Differenz T-Ta, wobei T die Widerstandstemperatur und Ta die Umgebungstemperatur ist, desto höher ist die Wärmeableitung. Es gibt weitere Variablen, um die Verlustleistung und die Temperatur zu bestimmen: Wärmekapazität des Kühlkörpers (Luft), Massenstrom der Luft usw.

Was Ihre Frage betrifft:

  • Ja, das ist normal und wird durch das Leistungsgewicht verursacht.
  • Bei unzureichender Kühlung wird es richtig heiß.
  • Wenn es auf einem Ziegelstein ruht, besteht keine Brandgefahr. Wenn Sie es zwischen zwei Ziegel legen und versiegeln, kann es schmelzen und brennen. Wenn brennbare Teile übrig bleiben, besteht Feuergefahr.
    Persönlich würde ich es mit Kühlung füllen, ein kleiner Aluminiumkühler soll 10 W leicht abführen (narrensichere Zusammenfassung).
Die Wärmekapazität spielt in diesem Fall keine Rolle und lenkt den Leser nur von dem einzig wichtigen Faktor ab, dem Wärmewiderstand
Ich glaube nicht. Der einzelne Widerstand wiegt weniger als ein Gramm. Wenn Sie denselben Widerstand an einem 1-kg-Bleiblock anbringen und beide versiegeln, erwärmt sich der einzelne Widerstand in wenigen Minuten, der zweite erwärmt sich viel langsamer. Die Kapazität bestimmt die Erwärmungsgeschwindigkeit. Die Endtemperatur wird durch die Wärmeableitung bestimmt. Der Wärmewiderstand ist wichtig, aber definitiv nicht der einzige Faktor.
und deshalb kann die Wärmekapazität in diesem Fall völlig vernachlässigt werden - weil sie so klein ist. und eigentlich in fast allen Fällen, weil wir normalerweise am stationären Zustand interessiert sind. Ihre Antwort listet jedoch die Wärmekapazität als Hauptfaktor auf. Sicher, es hängt alles zusammen, aber für Leute, die solche Fragen stellen, ist Ihre Antwort nur irreführend.
@szulat Ich habe das Kapazitätsergebnis als "Temperaturanstieg ist schnell" geändert und ja, die Kapazität wirkt sich nicht auf den stationären Zustand aus. Beachten Sie, dass eine kleine Kapazität zu einem schnellen Prozess führt und umgekehrt. Und OP ist besorgt, dass es in einigen Minuten heiß wurde.
1 kg Bleiblock erwärmt sich schließlich auf genau die gleiche Temperatur, wenn alle anderen Faktoren gleich sind. Deshalb ist die Wärmekapazität zu 100% irrelevant.
@Agent_L Die Wärmekapazität ist vernachlässigbar, wenn ein stationärer Zustand angenommen wird (Ihre und szulats Kommentare). Bei sich ändernder Leistung ist die Wärmekapazität relevant. Zum Bleiblock habe ich nichts über die Endtemperatur geschrieben. Ich schrieb, dass die Heizrate des Blocks viel langsamer sein wird als die Rate des Widerstands.
@Crowley Ja, "Ich laufe mit ungefähr 6,5 W" klingt nach einem stationären Zustand, und in mehreren Kommentaren äußerte OP Bedenken darüber, wie lange er so belassen werden kann, was die Stabilität des Zustands des Widerstands von OP weiter verstärkt. Außerdem kann man bei sich ändernder Leistungsabgabe einfach die Leistungsabgabe mitteln und mit diesem Wert arbeiten, wobei die Wärmekapazität bestimmt, wie groß die Amplitude sein kann.
Warum wird ein 10-W-Widerstand heiß, wenn nur 6,5 W durch ihn laufen?
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