Wie berechnet man die maximale Temperatur der Wattleistung am Draht?

Wahrscheinlich berechnen etwa so viele Leute die maximale Temperatur des Kabels, wie Einheiten wie CHU pro Stunde oder Furlongs pro zwei Wochen verwenden. Die meisten Menschen finden Tabellen in elektrischen Vorschriften für die Gebäudeverkabelung oder von Kabelherstellern und anderen für die Geräteverkabelung veröffentlicht. Sie müssen das Drahtmaterial, die Umgebungstemperatur, den Strom, den der Draht führt, kennen und ob der Draht hauptsächlich von Luft umgeben oder mit anderen Drähten gebündelt ist. Die Tabellen geben Strombelastbarkeit für verschiedene Drahtgrößen und Bedingungen an. Einige Bedingungen werden durch die Verwendung von Anpassungsfaktoren behandelt.

Hier sind einige Beispiele:

IEWC Globale Lösungen

Cooner-Draht

Belden

Ich habe eine Definition der "Celsius-Wärmeeinheit" gefunden, aber ich habe keine Ahnung, ob sie wahr oder richtig ist:

Die Celsius-Wärmeeinheit ist die Energie, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Pfund Wasser um ein Grad Celsius (oder 1,8 Grad Fahrenheit) bei einem konstanten Druck von einer Atmosphäre zu erhöhen. Eine Celsius-Wärmeeinheit entspricht 1,8 britischen Wärmeeinheiten. Quelle: Conversion-Website

Die Definition scheint ein wirres Durcheinander von metrischen und imperialen Einheiten zu sein, und Sie werden es viel besser finden, in SI-Einheiten (metrisch) zu arbeiten.

• Die Celsius-Skala misst die Temperatur .
• Verwenden Sie Watt (W), um die Leistung zu messen .
• Verwenden Sie Joule (J), um die Energie zu messen .

Wenn ich 144 Watt habe, würde die Umrechnung in Celsius-Wärmeeinheiten (IT) pro Stunde 272 Grad Celsius betragen. Aber ich weiß immer noch nicht, ob das das heißeste ist, das es geben wird.

Die Temperatur stabilisiert sich, wenn die an die Umgebung des Drahtes abgegebene Wärme gleich der elektrischen Leistungsaufnahme des Drahtes ist. Um dies zu berechnen, müssten Sie die Länge, die Oberfläche und den Emissionsgrad des Drahtes kennen, um die abgestrahlte Energie und die Temperatur und die Durchflussrate der umgebenden Flüssigkeit (z. B. Luft) für Konvektionsverluste zu berechnen. Abhängig von der Geometrie des Aufbaus können Sie möglicherweise Leitungsverluste ignorieren.

Vergessen Sie "Celsius Wärmeeinheiten (IT) pro Stunde". Es wird nicht in der allgemeinen oder Elektrotechnik verwendet.

Sie müssen den thermischen Widerstand des Kabels zur Umgebung berücksichtigen, nennen Sie es$\theta_{wa}$(Einheit Grad Kelvin pro Watt). Dabei müssen erzwungene Luftströmung, Konvektion, Kontakt mit Trägern/Untergründen und gegebenenfalls direkte Strahlung berücksichtigt werden. Dies kann schwer zu berechnen sein und daher experimentelle Techniken erfordern, um es zu bestimmen.

Der Draht erreicht eine Temperatur von$P \cdot \theta_{wa} + T_{\text{ambient}}$unter der Annahme, dass die Leistung bei Temperaturänderungen konstant ist. Dies ist eine weitere Annäherung, die möglicherweise nicht gilt; Wenn sich der Draht erwärmt, erhöht sich normalerweise sein Widerstand, was zu einer Zunahme oder Abnahme der abgeleiteten Wärme führen kann, je nachdem, wie der Draht mit dem Stromkreis verbunden ist. Wenn mit einer nahezu konstanten Spannung betrieben wird, nimmt die Leistung ab, wenn sich der Draht erwärmt; Wenn es mit einem nahezu konstanten Strom betrieben wird, steigt die Verlustleistung.

Demnach ist die "Celsius-Wärmeeinheit" eine tatsächliche Energieeinheit, die ungefähr der Energiemenge entspricht, die erforderlich ist, um die Temperatur eines Pfundes Wasser um 1 C zu erhöhen .

Von dieser Einheit habe ich noch nie etwas gehört. In der akademischen Physik oder in der Elektrotechnik wird es nicht regelmäßig verwendet. Vielleicht gibt es eine Industrie, in der es verwendet wird oder in der Vergangenheit verwendet wurde; Kühlung und Gebäudeheizung oder Klimatisierung erscheinen angesichts der Größe der Einheit wahrscheinlich.

Aber da CHU ein Maß für Energie ist, ist es kein Maß für Temperatur. Sie können CHU und Grad Celsius nicht direkt vergleichen.

Wie die anderen Antworten gesagt haben, hängt die Temperatur, die von einem Draht (oder einem anderen Objekt) erreicht wird, der durch eine konstante Leistung erhitzt wird, vollständig davon ab, wie dieser Draht gekühlt wird (durch Leitung, Konvektion und Strahlung) und überhaupt nicht vom Umrechnungsfaktor zwischen Watt und CHU pro Stunde.