Analýza vzťahu medzi prevádzkovou teplotou a výkonom odporu (1)

Nedávno, s rozsiahlym uplatňovaním predbežných odporov v oblasti novej energie, stále viac a viac zákazníkov musí nájsť odpor s vysokou energiou a malú veľkosť inštalácie a táto zmena dopytu tiež výrazne ovplyvnila posun v zameraní našej výroby a výskumných spoločností. Všeobecne platí, že princíp predbežných odporov nabíjania je rovnaký ako v prípade našich ďalších pôvodných odporov, ktorým je previesť nadmernú elektrickú energiu na tepelnú energiu. Odpory na nabíjanie však majú rôzne požiadavky od našich predchádzajúcich hlavných zákazníkov (brzdové odpory). Inštalačný priestor predchádzajúcich zákazníkov vo všeobecnosti postačuje a pre náš odporový dizajn je pomerne dostatok priestoru. Inštalačný priestor rezistorov predbežného nabíjania je však vo všeobecnosti obmedzený a zákazníci chcú, aby bol produkt čo najmenší. Dnes budeme analyzovať tento problém z profesionálneho hľadiska:

Počas prevádzky odporu bude rezistor emitovať teplo, aby sa zvýšila teplota okolia v blízkosti odporu, čo ovplyvňuje nielen pracovnú účinnosť polovodičového zariadenia, ale tiež ovplyvňuje služobnú životnosť odporu v dôsledku stupňa zmeny teploty. Keď rozumieme tomuto zodpovedajúcemu vzťahu, môžeme primerane aplikovať energiu na rezistor bez toho, aby spôsobili, že jeho povrchová teplota sa zvýši nad rámec návrhu požiadaviek.

Najprv musíme porozumieť metóde rozptylu tepla odporu:

Pri menovitom výkone je rezistor prvok konverzie energie elektrickej energie, ktorý spotrebúva elektrickú energiu a úplne ju premieňa na tepelnú energiu. Elektrický výkon P rozptýlený odporom súvisí s aplikovaným prúdom I a napätím u:

P=ui=i²r=u²/r

Tepelná energia generovaná odporom sa konzumuje pri zahrievaní a rozptyľovaní tepla do okolitého média. Preto kapacita elektrického zaťaženia odporu závisí od povolenej teploty zahrievania odporu pre dlhodobú stabilnú prevádzku.
Pri hodnotenom výkone už teplota odporu už nebude stúpať po dosiahnutí určitej teploty a všetka elektrická energia sa rozptýli do okolitého média. Existujú tri spôsoby, ako rozptýliť teplo: žiarenie, konvekciu a vedenie. Pokiaľ ide o odpor s vyšším výkonom, žiarenie predstavuje približne 50%, konvekcia predstavuje približne 25%a vodivosť predstavuje približne 25%. V prípade odporov s nižším výkonom predstavuje žiarenie asi 10%, konvekcia predstavuje asi 30%a vodivosť predstavuje približne 60%.