电阻功率和什么有关联
2023-09-26
功率是指一个物体在单位时间内做功多少,这是一个用来描述做功快慢的物理量,用字母P表示。
P=W/t
电阻器在电路中充当纯耗能元件,将电能转换为热能,热能被电阻器吸收并最终耗散到环境中。电阻值固定的电阻器,其实际工作功率取决于两端的电压或电流:
P=UI=U2/R=I2R
作为一种物理物质,电阻器可以承受有限的热量;超过其极限,电阻值将发生显著变化,甚至开路。
电阻器额定功率:指电阻器在正常气候条件下(如大气压力、环境温度等)能够耗散或承受,并能长时间连续安全工作的最大功率。一般情况下,我们将70℃的无静电空气作为额定功率的最高工作温度点,电阻器的额定功率记录为P70。在实践中使用电阻器时,有必要留出一定的功率裕度,建议为额定功率的一半。
我们注意到,电阻器的额定功率是基于确定的环境条件和长期连续安全运行。在这个过程中,电阻有两个变化:加热和散热。最终,电阻达到热平衡,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,并且在电阻器的可接受范围内(即电阻波动在允许范围内)。额定功率是在该单位时间内的热临界值;如果超过额定功率,在热平衡过程中,电阻器本体上的表面温度将超过电阻器的可接受范围。
如果我们能影响电阻器的发热和散热能力,我们可以改变电阻器的额定功率。电阻器的额定功率取决于电阻器的尺寸、电阻器材料的允许温度、衬底的热导率、环境条件等。电阻尺寸越大,电阻材料的耐受性越强,衬底的导热率越高,环境温度或气流的存在越低,阻力的功率就越大。此外,可以通过安装散热器来提高电阻器的散热能力。当环境温度超过70℃额定功率的最高工作温度点,散热空间被压缩时,电阻器也必须减少其发热,即减额。当环境温度接近电阻器的允许温度时,如果此时再次通电,电阻器的热量将无法正常消散,这可能导致电阻器烧坏。因此,当电阻器长时间连续工作时,有必要参考功率下降曲线
在短时间内,电阻器的温度可以高于其允许温度;为了测试其耐受性,我们通常施加2-10次的功率,持续5秒,这是一种短期过载测试,用于测试电阻器的过载能力。
除了额定功率外,电阻器在使用过程中可能会遇到单独的脉冲或周期性脉冲。为了更好地描述这个过程,我们引入了电阻器的“最大脉冲功率”的概念。
电阻器的最大脉冲功率:电阻器在工作过程中能够承受的最大瞬时电压,表示为Ppulse;一般来说,Ppulse比P70大得多。
在许多情况下,通过电阻器的瞬时电压非常高,但持续时间非常短,即电阻器产生的热量非常小。对于单个脉冲,单个脉冲的加热时间很短,但散热时间是无限的,即单个脉冲的平均功率很小,但峰值功率很大。此时的微小热量具有足够的热能密度来损坏电阻,从而导致电阻值发生剧烈变化。