Widerstände - dies sind elektronische Komponenten, die den elektrischen Strom in elektrischen Stromkreisen begrenzen sollen. Wenn Strom durch den Widerstand geleitet wird, entsteht Wärmeenergie, die für den Betrieb des Widerstands und anderer Komponenten in der Schaltung gefährlich sein kann. Um Schäden zu vermeiden, ist es notwendig, die auf dem Widerstand freigesetzte thermische Leistung zu berechnen.
Die thermische Leistung ist die Menge an Energie, die pro Zeiteinheit als Wärme an einem Widerstand freigesetzt wird. Durch die Berechnung der thermischen Leistung können Sie bestimmen, wie effektiv ein Widerstand Wärme ableitet, und die geeignete Größe oder Art des Widerstands für eine bestimmte Anwendung auswählen.
Um die thermische Leistung zu berechnen, müssen Sie den Widerstandswert des Widerstands und die Stärke des durch ihn fließenden Stroms kennen. Sie müssen auch die entsprechende Formel verwenden. Die gebräuchlichste Formel zur Berechnung der thermischen Leistung an einem Widerstand:
Wobei P die Wärmeleistung ist, I die Stromstärke ist, R der Widerstand des Widerstands ist. Wenn Sie die bekannten Werte in die Formel einfügen, können Sie die thermische Leistung am Widerstand berechnen und sicherstellen, dass der gewählte Widerstand diese Leistung ohne Beschädigung aushalten kann.
So finden Sie die thermische Leistung eines Widerstands
Um die thermische Leistung eines Widerstands zu berechnen, müssen Sie seinen Widerstand (R) und den durch ihn strömenden Strom (I) kennen. Die thermische Leistung (P) wird anhand der Formel berechnet:
P = I 2 * R
Der Widerstand eines Widerstands kann mit einem Multimeter gemessen werden. Der Strom, der durch den Widerstand fließt, kann mit einem Amperemeter gemessen werden, das an einen Widerstandskreis angeschlossen ist.
Wenn der Widerstand (R) und der Strom (I) in den richtigen Einheiten gemessen werden (Ohm bzw. Ampere), ergibt sich die Berechnung aus der thermischen Leistung des Widerstands (P) in Watt.
Berechnungsbeispiel: wenn der Widerstand des Widerstands 100 Ohm beträgt und der Strom durch ihn 0.5 Ampere beträgt, wird die thermische Leistung des Widerstands sein:
Im Allgemeinen wird auf dem Widerstandskörper seine maximale Wärmeleistung angegeben. Bei der Auswahl eines Widerstands muss dieser Parameter berücksichtigt werden, um eine Überhitzung und Beschädigung des Widerstands zu vermeiden.
Bestimmung der thermischen Leistung
Die thermische Leistung kann mit dem Joule-Lenz-Gesetz bestimmt werden, das besagt, dass die auf dem Widerstand freigesetzte thermische Leistung proportional zum Quadrat des elektrischen Stroms ist, der durch ihn fließt, und seinem Widerstand:
wobei P die Wärmeleistung (in Watt) ist, I der elektrische Strom (in Ampere) ist, R der Widerstand des Widerstands (in Ohm) ist.
Das heißt, je größer der elektrische Strom und der Widerstand des Widerstands sind, desto mehr Wärme wird darauf freigesetzt.
Die Bestimmung der thermischen Leistung an einem Widerstand ist für die Konstruktion und den Betrieb elektronischer Geräte und Systeme wie Heizkörper, Computer, Elektrofahrzeuge und andere Geräte, bei denen elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt wird, von praktischer Bedeutung.
Formel zur Berechnung der thermischen Leistung
Die folgende Formel wird verwendet, um die auf dem Widerstand freigesetzte thermische Leistung zu berechnen:
P = I 2 * R
- P - Wärmeleistung in Watt (W);
- I ist die Stromstärke, die durch den Widerstand fließt, in Ampere (A);
- R ist der Widerstand des Widerstands in Ohm (Ω).
Diese Formel basiert auf dem Joule-Lenz-Gesetz, das besagt, dass elektrische Energie, die durch einen Widerstand fließt, in Wärmeenergie umgewandelt wird und als Wärme freigesetzt wird.
Um die thermische Leistung korrekt zu berechnen, müssen Sie sowohl die Stromstärke als auch den Widerstand des Widerstands kennen. Wenn diese Werte bekannt sind, kann leicht festgestellt werden, wie viel Energie beim Betrieb des Widerstands in Wärme umgewandelt wird.
Beispiel für die Berechnung der thermischen Leistung
Um die thermische Leistung eines Widerstands zu berechnen, müssen Sie seinen Widerstand und die ihm zugeführte Spannung kennen. Schauen wir uns ein Beispiel an:
Lassen Sie uns einen Widerstand mit einem Widerstand von 10 Ohm und einer Spannung von 5 V haben, die ihm zugeführt wird. Um die Wärmekapazität zu finden, verwenden wir die Formel:
thermische leistung = (spannung^2) / widerstand
Ersetzen Sie die Werte in die Formel:
wärmeleistung = (5 V^2) / 10 Ohm = 25 W / 10 Ohm = 2,5 W
Somit beträgt die an diesem Widerstand freigesetzte Wärmeleistung 2,5 Watt.
