¿Por qué la resistencia de 10W se calienta con solo 6.5W corriendo a través de ella?

Estoy ejecutando alrededor de 6,5 W a través de una resistencia de 10 W. La clasificación de ohmios es de 220 ohmios, lo cual es correcto para los ohmios del circuito, que se calcula en aproximadamente 225 ohmios.

Esto es lo que pasa por mi resistencia de 220 ohmios y 10 vatios:

38,4 voltios
0,17 amperios
225,88 ohmios 38,4 V
* 0,17 A = 6,528 W

En un par de minutos se puso tan caliente que me quemó. Estoy bien porque solo lo toqué por un segundo.

Pero esperaba que se mantuviera fresco ya que la resistencia tiene una capacidad nominal de casi el doble de la potencia que la atraviesa. La gente de electrónica me dijo que no debería calentarse con doble vataje.

¿Esto es normal? ¿Por qué se calentaría la resistencia? Además, ¿hay riesgo de incendio? pd La resistencia descansa sobre un ladrillo.

Probablemente sea normal. Verifique la hoja de datos, puede mencionar temperaturas de la caja a diferentes potencias y diferentes niveles de enfriamiento (aire quieto o debajo de un ventilador)
¿Tienes el número de parte de la resistencia que estás usando?
5W=6.528W?? Eso es más de un 15% de diferencia en una escala de 10W.
@duskwuff Sí, lo obtuve de Digikey, aquí está: digikey.com/product-detail/en/yageo/SQP10AJB-220R/220W-10-ND/… Número de pieza de Digi-Key: 220W-10-ND
@Bort, el punto es que tiene casi el doble de potencia que lo atraviesa
@User91232 - No, tiene una calificación de 35% más. Además, si observa el gráfico de "Aumento de temperatura" en la hoja de datos, parece que con una carga del 65 %, hay un aumento de temperatura de aproximadamente 165 °C. ¿Alguien puede verificar eso por mí? También tenga en cuenta que si fuera REALMENTE una carga del 50%, el aumento de temperatura sería solo de 60C (¿Gran diferencia, eh?).
10 W es lo que puede manejar antes de que se derrita. 6W todavía es mucho calor que tiene que disipar.
¿Había una mejor potencia para conseguirlo? ¿O está bien para mi aplicación? Como en, ¿es esto seguro?
@Bort, gracias por la información en la hoja de datos, nunca supe qué hacer con eso, pero gracias a tu comentario lo encontré y ahora entiendo el gráfico de temperatura.
Nota: su resistencia está disipando alrededor de 1/200 del calor que disipa un calentador de espacio de 1kW. Compare el tamaño de un calentador de espacio con el tamaño de su resistencia. ¿Cómo se comparan?
Independientemente de cuán grande, pequeña, grandiosa o terrible sea la resistencia, todavía tiene 6.5 W saliendo de ella y ese calor tiene que salir del área de alguna manera.
o prender fuego al papel...
La energía tiene que ir a alguna parte. Esta es una resistencia de un tamaño de 20x10x10 mm, aproximadamente el equivalente a unos 2 gramos de agua, en cuanto a capacidad calorífica. Estás calentando con 6,5 J/s, o 1,55 calorías por segundo, eso es 93 calorías por minuto. Una caloría es (aproximadamente) una diferencia de 1 °C por gramo de agua a temperatura ambiente, lo que significa que estás calentando alrededor de 46 °C por minuto. Descuidando algunos detalles allí (emisión), digamos 30°C por minuto para estar seguros. Ahí tienes, quema tus manos después de 2 minutos, perfectamente normal.
Además de lo que dice @immibis, puede haber un requisito mínimo de disipación de calor para obtener la salida nominal completa. Descansando sobre un ladrillo, es posible que tenga que reducir un poco la potencia en comparación con atornillado firmemente a una caja de aluminio.
@Bort 10W es aproximadamente un 54% más que 6.5W.
@DavidConrad - Correcto... Problema de semántica aquí. 6.5W de 10W es 65%, por lo tanto, queda un 35% más de 10W , no quise decir 35% de 6.5W.
Por curiosidad, ¿qué es lo que estás tratando de hacer? Quizás haya otra forma de hacerlo sin generar tanto calor.

Respuestas (3)

Primero, hagamos un resumen rápido de números:

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

Refiriéndose a la hoja de datos:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Hay un 165Caumento de la temperatura. ¡No tocar! .

En cuanto a "¿Es una temperatura segura para la resistencia?", Consulte la siguiente figura:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Admito que el gráfico de la curva de reducción me duele un poco la cabeza. Pero, si sigue la 10Wcurva hasta 25C(aproximadamente la temperatura ambiente), la resistencia debería poder manejar 100%su potencia nominal. ¡Tenga en cuenta que solo asumo que la temperatura ambiente es 25C! Si lo tienes sobre un ladrillo, debería estar bien. Parece que la resistencia puede manejar hasta aproximadamente 115Cla temperatura ambiente @ 65%carga. Pero eso sería empujarlo al máximo.

¡GRACIAS! Sin embargo, ¿sigue siendo seguro dejarlo durante varios días? Está apoyada sobre ladrillo pero en el alféizar de una ventana. Me aseguré de que nada más lo esté tocando. Me gustaría poner una pequeña caja de metal aislada si existiera.
Buena pregunta, actualizaré mi respuesta en un segundo para reflejar ese bit adicional.
Hice un poco de matemáticas e investigué, aproximadamente 44C es el umbral para el dolor al tocar una superficie caliente, por lo que alrededor de 42C (108F) es seguro al tacto... de acuerdo con la tabla, el umbral seguro al tacto es de solo unos 15% de carga!
Afortunadamente, ¡en ninguna parte de la Tierra hay 115 °C (239 °F)! :) Gracias por su excelente respuesta.
@Bort Me preocuparía mucho tener temperaturas de 115 ° C alrededor de una batería de iones de litio.
@Bort: Puede haber costado lo mismo reparar el aire acondicionado de su automóvil que comprar un teléfono celular nuevo: /
@User91232 si lo coloca en una caja aislada, se calentará aún más, porque el calor todavía tiene que ir a alguna parte, ¡pero se necesitará una diferencia de temperatura mayor para impulsar ese flujo de calor a través del aislamiento! Lo que quizás desee hacer es sujetar la resistencia a un disipador de calor (puede comprar uno especialmente diseñado, pero una placa de metal simple funcionará) y luego conectarlo a una base aislante para que el calor no dañe la superficie. colóquelo. Recuerde que el aire debe poder fluir sobre la superficie del disipador de calor. Calcular el aumento de temperatura en esta situación es una cuestión aparte...
El punto de @nekomatic es bueno. Es perfectamente posible que una resistencia de carga se caliente lo suficiente como para causar problemas si está en una caja aislada. Esto puede incluir derretir otros componentes o aislamiento de cables, o incluso desoldar sus propios contactos. Estos podrían tener efectos colaterales significativos.
Puede comprar resistencias con carcasa de metal con orificios de montaje para conectarlas directamente a un disipador de calor.

Este es un comportamiento normal para una resistencia de potencia del tamaño que está utilizando. El hecho de que esté funcionando al 50% de su calificación no significa que funcionará bien. Miré la hoja de datos para una resistencia de 10 vatios de tamaño similar. Tenía una curva que mostraba el aumento de temperatura frente al porcentaje de carga nominal. Para el 50% (5 vatios), el aumento de temperatura es de 125 °C, que es mayor que el agua hirviendo.

Estás empujando 6W a la resistencia. Eso significa 6J de calor por segundo.

Usando la ecuación calorimétrica Q=cm(T2-T1), donde Q es el calor total, c es la capacidad calorífica específica, m es la masa y T son las temperaturas, se puede derivar P=dQ/dt=c.dT/dt.

Si usa sus valores, puede ver que la temperatura de la resistencia aumenta según P/(cm). Gracias a su reducido peso, la subida de temperatura es realmente rápida.

También hay un contraproceso: la disipación de calor. Cuanto mayor sea la diferencia T-Ta, donde T es la temperatura de la resistencia y Ta es la temperatura ambiente, mayor será la disipación de calor. Existen más variables para gobernar la disipación y la temperatura: Capacidad calorífica del disipador (aire), caudal másico del aire, etc.

Con respecto a tu pregunta:

  • Sí, es normal y es causado por la relación potencia-peso.
  • Si no se enfría lo suficiente, se calentará mucho.
  • Si va a descansar sobre un ladrillo, no hay riesgo de incendio. Si lo pones entre dos ladrillos y lo sellas, puede derretirse y quemarse. Si se deja con piezas inflamables, existe peligro de incendio.
    Personalmente, le agregaría enfriamiento, un pequeño radiador de aluminio disipará 10 W fácilmente (resumen infalible).
la capacidad calorífica es irrelevante en este caso y solo distrae al lector del único factor importante, que es la resistencia térmica
No me parece. La resistencia individual pesa menos de gramo, si conecta la misma resistencia a un bloque de plomo de 1 kg y los sella a ambos, la resistencia individual se calentará en minutos, la segunda se calentará mucho más lentamente. La capacidad gobierna la velocidad de calentamiento. La temperatura final se rige por la disipación de calor. La resistencia térmica es importante, pero definitivamente no es el único factor.
y es por eso que la capacidad calorífica puede ignorarse por completo en este caso, porque es muy pequeña. y de hecho en casi todos los casos, porque normalmente estamos interesados ​​en el estado estacionario. pero su respuesta enumera la capacidad calorífica como el factor principal. claro, todo está conectado, pero para las personas que hacen preguntas como esta, su respuesta solo es engañosa.
@szulat Cambié el resultado de la capacidad porque "el aumento de temperatura es rápido" y sí, la capacidad no afecta el estado estable. Tenga en cuenta que la pequeña capacidad conduce a un proceso rápido y viceversa. Y a OP le preocupa que se haya calentado en varios minutos.
El bloque de plomo de 1 kg eventualmente se calentará exactamente a la misma temperatura, si todos los demás factores son iguales. Esta es la razón por la cual la capacidad calorífica es 100% irrelevante.
@Agent_L La capacidad de calor es insignificante cuando se supone un estado estacionario (comentarios suyos y de szulat). Cuando la potencia de salida está cambiando, la capacidad calorífica es relevante. Con respecto al bloque de plomo, no escribí nada sobre la temperatura final. Escribí que la tasa de calentamiento del bloque será mucho más lenta que la tasa de resistencia solamente.
@Crowley Sí, "Estoy ejecutando alrededor de 6,5 W" suena como un estado estable y en varios comentarios, OP expresó su preocupación sobre cuánto tiempo se puede dejar así, lo que refuerza aún más la estabilidad del estado de la resistencia de OP. Además, con el cambio de la potencia de salida, uno puede simplemente promediar la potencia de salida y trabajar con ese valor, con la capacidad calorífica determinando qué tan grande puede ser la amplitud.
¿Por qué la resistencia de 10W se calienta con solo 6.5W corriendo a través de ella?
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