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Wärmeentwicklung eines stromdurchflossenen Leiters

Diskutiere Wärmeentwicklung eines stromdurchflossenen Leiters im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hallo, ich hätte mal eine, wahrscheinlich für einen Elektrotechniker ganz banale, Frage: Ich bräuchte ein Formeln zur Berechnung der...

  1. #1 Harald H, 17.05.2010
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    Hallo, ich hätte mal eine, wahrscheinlich für einen Elektrotechniker ganz banale, Frage:

    Ich bräuchte ein Formeln zur Berechnung der Wärmeentwicklung.
    Ich habe eine Stahl"platte" mit den Abmessungen 0,1x13x145 mm.
    Durch diesen fließt Gleichstrom.

    1. Welche Verluste können entstehen? zB Strahlung, Anschluss, ...
    2. Wie kann ich diese Berechnen und dann auf die Erwärmung schließen?
    (am besten natürlich Wärmeverteilung - was aber wahrscheinlich besser nummerisch zu machen ist)


    Wäre für eure Hilfe sehr dankbar
     
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  3. #2 NachtHacker, 17.05.2010
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    AW: Wärmeentwicklung eines stromdurchflossenen Leiters

    Also ich bin zwar Elektrotechniker, aber die Frage ist nicht so banal!
    Es gibt Tabellen mit dem spezifischen Widerstand und Temperaturkoeffizienten unterschiedlicher Materialien, sowie Formeln mit der der elektrische Widerstand berechnet werden kann:
    Spezifischer Widerstand ? Wikipedia

    Du schreibst von einer Stahlplatte, und wenn du dann die Tabelle für Stahl anschaust findest du schon mal eine Bandbreite 0,1 - 0,2 Ohm*mm²/m, weil es unterschiedlichen Stahl gibt. Dann ist noch der Temp.koeff mit 5,6*10-³ angegeben. Somit kannst du den elektrischen Widerstand der Platte in Abhängigkeit der Temperatur berechnen. Am besten wäre es den Spannungsfall und die Temperatur an der Stahlplatte zu messen. Stahl hat einen positiven Koeffizienten, d.H. bei steigender Temperatur steigt der Widerstand und somit sinkt der Strom, wenn er nicht geregelt wird...

    Den Verlust kannst durch Wärmeableitung (Umgebungstemperatur, Luftzug, Luftfeutigkeit...) kann man schwierig berechnen. Man könnte anhand der elektrischen Leistung die man hineinschickt und dabei entstehender Erwärmunsrate die Verlustleistung abschätzen... Wäre z.B. zu überlegen welche Energie muss ich zusätlich hineinschieben damit die Platte z.B. immer wärmer als +50° gegenüber der Umgebung bleibt...

    Also hier müssen schon noch einige Überlegungen gemacht werden, und das ist nicht so banal! :p
     
  4. bigdie

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    AW: Wärmeentwicklung eines stromdurchflossenen Leiters

    Hallo
    Die Geometrie spielt auch eine Rolle. Wo und wie schließt du die Platte an bzw. welcher Leiterquerschnitt ist dabei wirksam?
     
  5. #4 Harald H, 18.05.2010
    Harald H

    Harald H Neues Mitglied

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    AW: Wärmeentwicklung eines stromdurchflossenen Leiters

    Erstmal vielen Dank für die Antwort,
    um die Frage mal ein bisschen zu spezifizieren.
    Ich habe alle Werkstoffparameter (wie spez. Widerstand, Emissionsfaktor...) gegeben.
    Jetzt hängts irgendwie bei den Formeln:
    eig nicht so schwer:
    U*I*t=Wärmeenergie(c*m*dT)+Strahlung(o*e*A*(T2^4-^1^4))
    Strom sinkt natürlich bei steigender Temp auf Grund des steigenden Widerstandes

    Problem bei mir - ich würde gern eine Temp-Zeit Funktion haben, bei der die Temp nach einer gewissen Zeit nicht mehr steigt, quasi im Energietischen Gleichgewicht mit der Umgebung steht. Die Spannung soll konstant gehalten werden.

    Dummerweise steigt bei meiner Funktion die Temperatur immer weiter an...

    Hab jemand eine Idee??
    Schonmal Danke
     
  6. #5 NachtHacker, 18.05.2010
    NachtHacker

    NachtHacker Spannungsgeprüft

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    AW: Wärmeentwicklung eines stromdurchflossenen Leiters

    Was ist c? m=Masse, dT = Zeitintervall, o? e? (T2...) ?
    Ich komm jetzt mit deiner gegebenen Formel nicht klar, wenn dann musst du die einzelnen Variablen erklären und die Formel hier besser darstellen (z.B. mit Word Formeleditor) oder mit der Hand schreiben und einscannen...
     
  7. #6 Harald H, 18.05.2010
    Harald H

    Harald H Neues Mitglied

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    AW: Wärmeentwicklung eines stromdurchflossenen Leiters

    U Spannung
    I Strom
    t Zeit
    c spez Wärmekapazität
    m Mass
    dT Temp Differnenz (T2-T1)
    o Stefan-Boltzmann
    e Emissionsgrad
    A Querschnitt

    elektr. Arbeit = Wärme + Verlust (hier Strahlung)
     
  8. #7 NachtHacker, 18.05.2010
    NachtHacker

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    AW: Wärmeentwicklung eines stromdurchflossenen Leiters

    Dieser Teil deiner Formel ist mir noch unklar!
     
  9. #8 Harald H, 18.05.2010
    Harald H

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    AW: Wärmeentwicklung eines stromdurchflossenen Leiters

    Sorry - da hab ich mich verschrieben: müsste (T2^4-T1^4) heißen
     
  10. #9 NachtHacker, 19.05.2010
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