Est-il possible de calculer combien de dissipation thermique et d'élévation de température auront lieu dans une résistance

Supposons que j'ai une batterie de 100 mAh à 20 V. Je connecte une résistance de 1000 kohms à travers elle. Quelle quantité de chaleur sera générée et comment puis-je trouver l'augmentation de température dans la résistance? Pendant que la batterie fonctionne, je pense que le flux de courant diminuera avec le temps mais je ne suis pas sûr de la tension d'une vraie batterie. Je ne donne peut-être pas suffisamment d'informations ici, j'en suis désolé.

Je souhaite simplement savoir quelles informations sont nécessaires pour effectuer un tel calcul? L'AS tu déjà fait? Dans le cas idéal (en ne tenant compte que des facteurs les plus importants), quels facteurs sont pris en compte pour estimer la dissipation thermique et l'élévation de température et pourquoi la dissipation thermique réelle et la température dans l'expérience pratique réelle seraient-elles différentes?

Je sais que cette question semble difficile, mais je serai très heureux si je peux enfin résoudre ce mystère.

La puissance délivrée à une résistance, qu'elle convertit en chaleur, est la tension qui la traverse multipliée par le courant qui la traverse:

    P = IV

Où P est la puissance, I est le courant et V est la tension. Le courant à travers une résistance est lié à la tension qui le traverse et à la résistance:

    I = V / R

où R est la résistance. Avec cette relation supplémentaire, vous pouvez réorganiser les équations ci-dessus pour faire de la puissance en fonction directe de la tension ou du courant:

    P = V ² / R

    P = I ² R

Il se trouve que si vous vous en tenez aux unités de Volts, Ampères, Watts et Ohms, aucune constante de conversion supplémentaire n'est requise.

Dans votre cas, vous avez 20 V sur une résistance de 1 kΩ:

    (20 V) ² / (1 kΩ) = 400 mW

C'est la puissance que la résistance dissipera.

La première étape pour résoudre ce problème consiste à s'assurer que la résistance est évaluée pour autant de puissance en premier lieu. De toute évidence, une résistance "¼ Watt" ne fera pas l'affaire. La prochaine taille courante est "½ Watt", ce qui peut prendre cette puissance en théorie avec toutes les conditions appropriées remplies. Lisez attentivement la fiche technique pour voir dans quelles conditions votre résistance ½ Watt peut effectivement dissiper un ½ Watt. Il pourrait spécifier que la température ambiante doit être de 20 ° C ou moins avec une certaine quantité de ventilation. Si cette résistance se trouve sur une carte qui se trouve dans une boîte contenant autre chose qui dissipe de l'énergie, comme une alimentation, la température ambiante pourrait être nettement supérieure à 20 ° C. Dans ce cas, la résistance "½ Watt" ne peut pas vraiment supporter ½ Watt, à moins qu'il n'y ait peut-être de l'air provenant d'un ventilateur qui souffle activement sur son sommet.

Pour savoir dans quelle mesure la température de la résistance augmentera au-dessus de la température ambiante, vous aurez besoin d'un chiffre supplémentaire, qui est la résistance thermique de la résistance à la température ambiante. Ce sera à peu près la même chose pour les mêmes types de boîtier, mais la vraie réponse n'est disponible que dans la fiche technique de la résistance.

Disons juste pour choisir un chiffre (hors de l'air, je n'ai rien recherché, exemple seulement) que la résistance avec des plots en cuivre appropriés a une résistance thermique de 200 ° C / W. La résistance dissipe 400 mW, donc son élévation de température sera d'environ (400 mW) (200 ° C / W) = 80 ° C. Si c'est sur une carte ouverte sur votre bureau, vous pouvez probablement calculer la température ambiante maximale de 25 ° C, de sorte que la résistance pourrait atteindre 105 ° C. Notez que c'est assez chaud pour faire bouillir l'eau, mais la plupart des résistances iront bien à cette température. Gardez simplement votre doigt loin. Si cela se trouve sur une carte dans une boîte avec une alimentation qui élève la température dans la boîte à 30 ° C de la température ambiante, la température de la résistance peut atteindre (25 ° C) + (30 ° C) + (80 ° C) = 135 ° C. Est-ce que ça va? Ne me demandez pas, consultez la fiche technique.

La dissipation vient simplement de la loi de puissance .

L'élévation de température est impossible à prévoir sans savoir dans quelle mesure la résistance donnée dissipe la chaleur. Cela dépend de ce avec quoi il est en contact (dissipateur thermique ou non?), Quel est le débit d'air et quelle est la température ambiante. Moins la résistance peut effectivement éliminer la chaleur, plus sa température devra augmenter pour pouvoir dissiper la puissance impliquée par la loi de puissance. Nous ne pouvons pas prédire cela simplement à partir de la tension et de la résistance.

De plus, les résistances ont une résistance dépendante de la température. Si l'élévation de température est significative et que le coefficient est significatif, il peut être nécessaire de le considérer.