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深入了解电阻的“功率”

产品新闻| 浏览量:950| 2022年02月17日

功率是指物体在单位时间内做多少工作,用于描述物理量的速度和字母P来表示。

P = W/t

电阻作为电路中的纯能耗元件,将电能转化为热能,被电阻吸收,最终消散到环境中。固定电阻的实际工作功率取决于两端的电压或电流:

P=UI=U2/R=I2R

电阻作为一种实体物质,能承受的热量有限;超过其极限,电阻值会发生很大变化,甚至会开路。

电阻器的额定功率:指在正常气候条件下(如大气压、环境温度等)长期连续安全工作的最大功率。一般来说,我们拿70℃额定功率的最大工作温度点记录在静止自由空气中。P70.实际使用电阻时,需要留下一定的功率余量,建议为额定功率的一半。

我们注意到,电阻的额定功率是建立在确定的环境条件和长期连续安全工作的基础上的。在此过程中,电阻有两种变化:加热和散热。最终,电阻将达到热平衡,并在电阻体上建立恒定的表面温度。表面温度高于环境温度,在电阻体可接受范围内(即电阻波动在允许范围内)。额定功率是单位时间内的热临界值;如果超过额定功率,电阻体上的表面温度将超过电阻可接受的范围。

如果我们能影响电阻的加热和散热能力,我们就能改变电阻的额定功率。电阻的额定功率取决于电阻的几何尺寸、电阻材料的允许温度、基板的导热性、环境条件等。电阻尺寸越大,电阻材料的耐受性越强,基板的导热性越高,环境温度越低或空气流动,电阻的功率越大。此外,安装散热器可以提高电阻的散热能力。当环境温度超过70时℃额定功率的最大工作温度点,散热空间被压缩,因此电阻也必须减少热量,即减少金额。当环境温度接近电阻器允许的温度时,电阻器的热量将不会 ** 经常散射,可能导致电阻燃烧。因此,当电阻长时间连续工作时,必须参考功耗降低曲线。

在短时间内,电阻的温度可以高于其允许的温度;我们通常使用2来测试其耐受性-10倍功率,持续5倍s,即短期过载试验,测试电阻的过载能力。

除额定功率外,电阻还会遇到单个脉冲或周期性脉冲。为了更好地描述这个过程,我们引入了电阻最大脉冲功率的概念。

电阻最大脉冲功率:电阻工作时能承受的最大瞬时电压,记录为Ppulse;一般Ppulse要远远大于P70。

在许多情况下,电阻后的瞬时电压非常大,但持续时间很短,即电阻产生的热量非常小。对于单个脉冲,单个加热时间很短,但散热时间无限长,即单个脉冲的平均功率很小,但峰值功率很大。此时此刻的小热量有足够的热能密度来损坏电阻,从而导致电阻值的剧烈变化。例如,用筷子和针刺破一块布,力量相同F下面,针很容易刺破布,但筷子不好。这是因为针面积小,筷子头面积大,针可以产生足够大的压力来刺破布,而筷子不好:

Pa=F/S

当单个脉冲的脉宽ti逐渐变短,P ** x会逐渐变大;当ti短到一定宽度,P ** x不会继续变大,会保持恒定值,这是电阻元素的极限耐受性。当单个脉冲的脉宽时ti当电阻的最大脉冲功率逐渐延长时P ** x也会逐渐变小;如果单个脉冲;ti当无限延长时,它会变成连续脉冲P ** x=P70.因此,电阻的最大脉冲功率P ** x这取决于脉冲宽度ti以及电阻极限耐受性。脉冲峰值功率在任何时候Ppeak最大脉冲功率不得超过电阻P ** x。使用电阻时,应参考单个最大脉冲功率负载图。

周期性脉冲也是如此,脉冲峰值功率Ppeak最大脉冲功率不得超过电阻P ** x,同时,周期性脉冲的平均功率Pave不允许超过电阻额定功率P70.因为周期性脉冲是间歇性发热,最终会在电阻表面建立热平衡。

当电阻受到周期性脉冲负载时,如果我们想知道电阻最终热平衡时的表面温度,我们需要从两个角度获取相关参数(必要)进行计算:

测量电阻加热能力的参数:单脉冲能Q(U2/R*ti),脉冲周期Tp,脉冲个数N,电阻串并 ** 质量M,电阻材料比热容Cr,

衡量电阻散热能力的参数:电阻热时间常数τ,环境温度T。