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Forum: Platinen Berechnung Kühlkörper


Autor: Daniel (Gast)
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Hallo Zusammen!!
Habe eine Aluplatte mit 100x50x10mm als Kühlkörper für Mosfet's. Das Alu 
ist aus optischen Gründen wohl überdimensioniert, da es aber für eine 
schulische Projektarbeit ist, muss ich den Wärmewiderstand ausrechnen, 
habe aber nirgends eine Tabelle oder so was gefunden, dass mir wirklich 
hilft.
Irgendwelche Ideen???

MFG Daniel

Autor: Stefanie B. (sbs)
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Zuerst mal
http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmewiderstand
lesen, danach
http://www.google.de/search?aq=f&hl=de&q=spezifisc...
gucken, man findet:
http://www.periodensystem.info/elemente/aluminium.htm
Da steht
Thermische Leitfähigkeit:  237 Wm-1K-1 (bei 300 K)
Einsetzen, um den inneren Wärmewiderstand des Kühlkörpers berechnen.

Danach www.google.de bemühen, wie der themische Alu-Luft-Übergang pro 
Fläche ist....

und dann is feddich ;-)

Gruss
Stefan

Autor: Marco S (Gast)
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Autor: yalu (Gast)
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Da der Wärmewiderstand auf Grund der ungleichmäßigen Temperatur-
verteilung im Material und an der Oberfläche stark von der Geometrie
abhängt, ist die Berechnung sehr schwierig. Normalerweise wird man das
wohl mit Finite-Element-Methoden auf dem Computer rechnen. Evtl. gibt
es aber für einfache Körper wie Quader fertige (Näherungs-)Formeln,
ich habe aber diesbezüglich nichts im Kopf.

Autor: 3348 (Gast)
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Das ist moeglicherweise uebertrieben. Die Waermeleitkoeffizienten sind 
eine Sache, das Konzept eine Andere. Ein solcher Alublock ist mal Etwas. 
Ohne weitere Vorkehrungen kann man da einige Watt versenken, sagen wir 
mal 5W. Er wird sich aufheizen und dann ? Wenn die Waerme nicht wegkommt 
wird er immer heisser. Aufgrund der Waermekapazitaet kann man die 
Aufheizgeschwindigkeit rechnen. Wie kommt die Waerme weg ? Dann wird es 
schwierig. Spezielle Kuehlprofile haben Werte fuer ruhende Luft, setzen 
aber einen genauen Aufbau voraus (Rippen senkrecht, oben und unten ein 
Fuss frei), sonst sind die Werte falsch. Fuer einen Quader auf dem Tisch 
koennte man mit etwas Erfahrung schaetzen, ohne Erfahrung nur messen. 
Dann miss doch mal.

Autor: Karl (Gast)
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Je nach Orientierung gibt es unterschiedliche 
Wärmeübergangskoeffizienten, die in erster Näherung unabhängig vom 
Material sind. www.gidf.de

Autor: Lötkünstler (Gast)
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Mathematisch ist die Rechnung wie eine Reihenschaltung von Wärme-
widerstände zu betrachten. Eine einfache Rechnung gilt für Montage in
Kühlkörpermitte. In der Praxis rechnet man meist so, das der Kühlkörper
großzügiger ausgelegt wird als das vonnöten ist.

Gesamtwärmewiderstand = Summe Einzelwärmewiderstände

Maximalleistung = Themperaturdifferenz (Heiß-kalt)/Gesamtwärmewiderstand

Alu hat eine Wärmewiderstand von 0,028 ohm mm2/m bei 20 Grad

Von hier an müßtest du alleine klar kommen.

Lötkünstler


<Mit der Lizenz zum löten>

Autor: Marco Beffa (Gast)
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Alaso was du das als Wärmewiderstand angibst ist doch nicht anderes als 
der spezifische Widerstand (elektrisch)!

Dieser hat aber rein gar nichts mit dem Wärmewiderstand zu tun.

Ich schlage vor du zitierst nochmals Wikipedia oder ne andere Quelle...

Wie bereits gesagt gibt es gute Näherungsformeln für 
Kühlkörperberechnungen. Einfach mal googeln.

Hier die Finite Elemente Methode anzuwenden finde ich ein bisschen 
übertrieben ;) aber natürlich denkbar wenn man genau die optimale Grösse 
finden möchte.

Autor: yalu (Gast)
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Ich schrieb:
> Normalerweise wird man das wohl mit Finite-Element-Methoden auf dem
> Computer rechnen.

3348 schrieb:
> Das ist moeglicherweise uebertrieben.

Marco Beffa schrieb:
> Hier die Finite Elemente Methode anzuwenden finde ich ein bisschen
> übertrieben ;)

Ja, ja, ok, sicher, ich nehm ja alles zurück ;-)

Das Wort "Normalerweise" war schlecht gewählt und sollte den
Threadstarter keinesfalls dazu bewegen, sich mit FEM herumzuschlagen.

Der Satz war eigentlich so gemeint: Wenn man den Wärmewiderstand
unbedingt berechnen muss, weil keine Möglichkeit zur Messung besteht
oder weil es der Lehrer so befohlen hat, und wenn man nicht auf
vorgekaute Näherungsformeln zurückgreifen kann, bleibt einem
wahrscheinlich nichts anderes übrig, als die FEM loszuschicken.

Nur wäre dann der Satz viel zu lange geworden :)

Der spezifische Wärmewiderstand von Aluminium ist übrigens 0,0042 K·m/W.

Autor: Lötkünstler (Gast)
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>Alaso was du das als Wärmewiderstand angibst ist doch nicht anderes als
>der spezifische Widerstand (elektrisch)!

Mit Elektrisch hat das zunächst nichts zu tun, ist aber ähnlich wie 
Widerstand und Leitwert und kann von den Formeln genauso behandelt 
werden
da es sich um eine Reihenschaltung von Wärmewiderständen handelt.

Die Wärmewiderstände haben auch ganz andere Einheiten als die 
elektrischen Widerstände,so wie ich`s bereits gepostet habe.

Lötkünstler


<Mit der Lizenz zum löten>

Autor: Karl (Gast)
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Oh Mann, was hier zum Teil wieder gefaselt wird ist schon beeindruckend. 
Bei den vorliegenden Dimensionen ist der Übergangswiderstand KK->Luft je 
nach Einbaubedingungen deutlich größer als der Widerstand der 
Wärmeleitung im KK selbst. Passende Werte sollten z.B. in der Verordnung 
für Wärmeschutz (jaja, für Gebäude) zu finden sein.

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