電阻將電能轉化為熱能
發布時間:2013/7/13 21:41:51 訪問次數:2351
電阻將電能轉化為熱能。轉換的能量以每秒計,就是功率。而功率決定了電阻的溫升。只承擔信號電壓的電阻不大可能會出問題,但陽極負載電阻則不同,可能會耗散出較大的功率。我們可以利用來計算電阻的耗散功率,然后據此來選擇合適的電阻規格。
實際做起來,并非所說的那么容易,因為有很多因素會導致你誤入歧途。
電阻制造商通常是按70。C (158。F)的電阻溫度,來給出該電阻功率額定規格的。
假如你的設備工作于20。C (68。F)的典型家庭環境溫度中,那么,電阻內部溫度必定高于這個環境溫度,因為設備必定要消耗能量,其工怍效率絕不可能達到100%。因此,AT24C128電阻內部的平均溫度很可能達到了40。C(104。F),并且在電阻內部發熱大的地方(熱點),溫度會更高。如果你剛好居住在氣候較為溫暖的地區,那么,家庭環境溫度為35。C (95。F),也不是常見。這樣一來,相應地,電阻內部的溫度會更高。
只有在物體由較高溫度變為較低溫度時,才有物體熱量的損失。我們可以就此作電氣模擬:
溫差AT(單位為oC),可模擬為電位差(即電壓);
功率耗散g(單位為W),可模擬為電流;
熱阻Re(單位為oC/W),可模擬為電阻。
因此,我們可得到熱學的“歐姆定律”:
上述關系式告訴我們,熱阻不變時,元件耗散的功率越大,高于環境溫度的溫差就越大。電阻規格中給出了熱阻的數值,但這只是在特定條件下的熱阻值。該條件為,給電阻帶來冷卻作用的空氣對流,其流動不受任何限制。
實際上,我們經常是以平放的方式,將電阻安裝在印制電路板( printed circuitboard,簡寫為PCB)上。如果PCB也是以平放方式固定,那么,空氣流動就受到了較大限制。即使PCB是豎直安裝的,也由于PCB上裝有體積大的元件,比如電容等,空氣的對流流動受到了阻礙。
由于實際工作時環境溫度較高、空氣流動受到限制,所以,盡量不要讓電阻工作于70。C額定功率的1/3以上——除非你能進行詳細的熱分析。即使已按此原則來做,但工作于1/3額定功率的電阻,其溫度將比周圍溫度高得多。因此,電阻的溫升較大,我們應預期其電氣參數會有所改變。事實上,確有所改變。
由溫度原因引起的電阻阻值(指電氣阻值,不是熱阻值)變化,是按照該電阻的溫度系數而變化的。而溫度系數,通常是以每oC共有阻值的百萬分之幾,這樣一個數值形式給出的(譯注:即以ppm為單位給出規格值)。數值聽起來很小,但實際上,30。C的溫升可引起較為明顯的阻值變化。在要求嚴格的電路中,如果我們在使用誤差規格為0.1%的電阻后,還想讓電阻的阻值較好地維持不變,就不應讓電阻消耗任何顯著的功率。這時,可能需這樣做才足夠——電阻耗散功率不超過額定功率的1/8。并且,還應保證這些電阻不被其他元件“加熱”。
供我們使用的電阻主要有兩種:金屬膜電阻和繞線電阻。就碳膜電阻來說,盡管近期有小部分人形成了崇尚使用這種電咀之風,而且這種電阻因電感小而適合用作柵抑電阻(grid-stopper,串在柵極上用于抑制高頻振蕩——譯注),但因為它的誤差和噪聲性能都很差,又屬于過時的產品,故不在我們考慮之列。
實際做起來,并非所說的那么容易,因為有很多因素會導致你誤入歧途。
電阻制造商通常是按70。C (158。F)的電阻溫度,來給出該電阻功率額定規格的。
假如你的設備工作于20。C (68。F)的典型家庭環境溫度中,那么,電阻內部溫度必定高于這個環境溫度,因為設備必定要消耗能量,其工怍效率絕不可能達到100%。因此,AT24C128電阻內部的平均溫度很可能達到了40。C(104。F),并且在電阻內部發熱大的地方(熱點),溫度會更高。如果你剛好居住在氣候較為溫暖的地區,那么,家庭環境溫度為35。C (95。F),也不是常見。這樣一來,相應地,電阻內部的溫度會更高。
只有在物體由較高溫度變為較低溫度時,才有物體熱量的損失。我們可以就此作電氣模擬:
溫差AT(單位為oC),可模擬為電位差(即電壓);
功率耗散g(單位為W),可模擬為電流;
熱阻Re(單位為oC/W),可模擬為電阻。
因此,我們可得到熱學的“歐姆定律”:
上述關系式告訴我們,熱阻不變時,元件耗散的功率越大,高于環境溫度的溫差就越大。電阻規格中給出了熱阻的數值,但這只是在特定條件下的熱阻值。該條件為,給電阻帶來冷卻作用的空氣對流,其流動不受任何限制。
實際上,我們經常是以平放的方式,將電阻安裝在印制電路板( printed circuitboard,簡寫為PCB)上。如果PCB也是以平放方式固定,那么,空氣流動就受到了較大限制。即使PCB是豎直安裝的,也由于PCB上裝有體積大的元件,比如電容等,空氣的對流流動受到了阻礙。
由于實際工作時環境溫度較高、空氣流動受到限制,所以,盡量不要讓電阻工作于70。C額定功率的1/3以上——除非你能進行詳細的熱分析。即使已按此原則來做,但工作于1/3額定功率的電阻,其溫度將比周圍溫度高得多。因此,電阻的溫升較大,我們應預期其電氣參數會有所改變。事實上,確有所改變。
由溫度原因引起的電阻阻值(指電氣阻值,不是熱阻值)變化,是按照該電阻的溫度系數而變化的。而溫度系數,通常是以每oC共有阻值的百萬分之幾,這樣一個數值形式給出的(譯注:即以ppm為單位給出規格值)。數值聽起來很小,但實際上,30。C的溫升可引起較為明顯的阻值變化。在要求嚴格的電路中,如果我們在使用誤差規格為0.1%的電阻后,還想讓電阻的阻值較好地維持不變,就不應讓電阻消耗任何顯著的功率。這時,可能需這樣做才足夠——電阻耗散功率不超過額定功率的1/8。并且,還應保證這些電阻不被其他元件“加熱”。
供我們使用的電阻主要有兩種:金屬膜電阻和繞線電阻。就碳膜電阻來說,盡管近期有小部分人形成了崇尚使用這種電咀之風,而且這種電阻因電感小而適合用作柵抑電阻(grid-stopper,串在柵極上用于抑制高頻振蕩——譯注),但因為它的誤差和噪聲性能都很差,又屬于過時的產品,故不在我們考慮之列。
電阻將電能轉化為熱能。轉換的能量以每秒計,就是功率。而功率決定了電阻的溫升。只承擔信號電壓的電阻不大可能會出問題,但陽極負載電阻則不同,可能會耗散出較大的功率。我們可以利用來計算電阻的耗散功率,然后據此來選擇合適的電阻規格。
實際做起來,并非所說的那么容易,因為有很多因素會導致你誤入歧途。
電阻制造商通常是按70。C (158。F)的電阻溫度,來給出該電阻功率額定規格的。
假如你的設備工作于20。C (68。F)的典型家庭環境溫度中,那么,電阻內部溫度必定高于這個環境溫度,因為設備必定要消耗能量,其工怍效率絕不可能達到100%。因此,AT24C128電阻內部的平均溫度很可能達到了40。C(104。F),并且在電阻內部發熱大的地方(熱點),溫度會更高。如果你剛好居住在氣候較為溫暖的地區,那么,家庭環境溫度為35。C (95。F),也不是常見。這樣一來,相應地,電阻內部的溫度會更高。
只有在物體由較高溫度變為較低溫度時,才有物體熱量的損失。我們可以就此作電氣模擬:
溫差AT(單位為oC),可模擬為電位差(即電壓);
功率耗散g(單位為W),可模擬為電流;
熱阻Re(單位為oC/W),可模擬為電阻。
因此,我們可得到熱學的“歐姆定律”:
上述關系式告訴我們,熱阻不變時,元件耗散的功率越大,高于環境溫度的溫差就越大。電阻規格中給出了熱阻的數值,但這只是在特定條件下的熱阻值。該條件為,給電阻帶來冷卻作用的空氣對流,其流動不受任何限制。
實際上,我們經常是以平放的方式,將電阻安裝在印制電路板( printed circuitboard,簡寫為PCB)上。如果PCB也是以平放方式固定,那么,空氣流動就受到了較大限制。即使PCB是豎直安裝的,也由于PCB上裝有體積大的元件,比如電容等,空氣的對流流動受到了阻礙。
由于實際工作時環境溫度較高、空氣流動受到限制,所以,盡量不要讓電阻工作于70。C額定功率的1/3以上——除非你能進行詳細的熱分析。即使已按此原則來做,但工作于1/3額定功率的電阻,其溫度將比周圍溫度高得多。因此,電阻的溫升較大,我們應預期其電氣參數會有所改變。事實上,確有所改變。
由溫度原因引起的電阻阻值(指電氣阻值,不是熱阻值)變化,是按照該電阻的溫度系數而變化的。而溫度系數,通常是以每oC共有阻值的百萬分之幾,這樣一個數值形式給出的(譯注:即以ppm為單位給出規格值)。數值聽起來很小,但實際上,30。C的溫升可引起較為明顯的阻值變化。在要求嚴格的電路中,如果我們在使用誤差規格為0.1%的電阻后,還想讓電阻的阻值較好地維持不變,就不應讓電阻消耗任何顯著的功率。這時,可能需這樣做才足夠——電阻耗散功率不超過額定功率的1/8。并且,還應保證這些電阻不被其他元件“加熱”。
供我們使用的電阻主要有兩種:金屬膜電阻和繞線電阻。就碳膜電阻來說,盡管近期有小部分人形成了崇尚使用這種電咀之風,而且這種電阻因電感小而適合用作柵抑電阻(grid-stopper,串在柵極上用于抑制高頻振蕩——譯注),但因為它的誤差和噪聲性能都很差,又屬于過時的產品,故不在我們考慮之列。
實際做起來,并非所說的那么容易,因為有很多因素會導致你誤入歧途。
電阻制造商通常是按70。C (158。F)的電阻溫度,來給出該電阻功率額定規格的。
假如你的設備工作于20。C (68。F)的典型家庭環境溫度中,那么,電阻內部溫度必定高于這個環境溫度,因為設備必定要消耗能量,其工怍效率絕不可能達到100%。因此,AT24C128電阻內部的平均溫度很可能達到了40。C(104。F),并且在電阻內部發熱大的地方(熱點),溫度會更高。如果你剛好居住在氣候較為溫暖的地區,那么,家庭環境溫度為35。C (95。F),也不是常見。這樣一來,相應地,電阻內部的溫度會更高。
只有在物體由較高溫度變為較低溫度時,才有物體熱量的損失。我們可以就此作電氣模擬:
溫差AT(單位為oC),可模擬為電位差(即電壓);
功率耗散g(單位為W),可模擬為電流;
熱阻Re(單位為oC/W),可模擬為電阻。
因此,我們可得到熱學的“歐姆定律”:
上述關系式告訴我們,熱阻不變時,元件耗散的功率越大,高于環境溫度的溫差就越大。電阻規格中給出了熱阻的數值,但這只是在特定條件下的熱阻值。該條件為,給電阻帶來冷卻作用的空氣對流,其流動不受任何限制。
實際上,我們經常是以平放的方式,將電阻安裝在印制電路板( printed circuitboard,簡寫為PCB)上。如果PCB也是以平放方式固定,那么,空氣流動就受到了較大限制。即使PCB是豎直安裝的,也由于PCB上裝有體積大的元件,比如電容等,空氣的對流流動受到了阻礙。
由于實際工作時環境溫度較高、空氣流動受到限制,所以,盡量不要讓電阻工作于70。C額定功率的1/3以上——除非你能進行詳細的熱分析。即使已按此原則來做,但工作于1/3額定功率的電阻,其溫度將比周圍溫度高得多。因此,電阻的溫升較大,我們應預期其電氣參數會有所改變。事實上,確有所改變。
由溫度原因引起的電阻阻值(指電氣阻值,不是熱阻值)變化,是按照該電阻的溫度系數而變化的。而溫度系數,通常是以每oC共有阻值的百萬分之幾,這樣一個數值形式給出的(譯注:即以ppm為單位給出規格值)。數值聽起來很小,但實際上,30。C的溫升可引起較為明顯的阻值變化。在要求嚴格的電路中,如果我們在使用誤差規格為0.1%的電阻后,還想讓電阻的阻值較好地維持不變,就不應讓電阻消耗任何顯著的功率。這時,可能需這樣做才足夠——電阻耗散功率不超過額定功率的1/8。并且,還應保證這些電阻不被其他元件“加熱”。
供我們使用的電阻主要有兩種:金屬膜電阻和繞線電阻。就碳膜電阻來說,盡管近期有小部分人形成了崇尚使用這種電咀之風,而且這種電阻因電感小而適合用作柵抑電阻(grid-stopper,串在柵極上用于抑制高頻振蕩——譯注),但因為它的誤差和噪聲性能都很差,又屬于過時的產品,故不在我們考慮之列。