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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wärmewiderstand Kupfer berechnen


Autor: Manuel (Gast)
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Hallo

Ich möchte den Wärmewiderstand einer Kupferplatte berechnen. Hab zu dem 
thema nicht wirkluch viel aussagekräftiges gefunden.

Konkret geht um folgende Platte:

410 x 210 x 5 mm


Kann mir jemand bei der Berechnung helfen ?

Autor: Tom (Gast)
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wikipedia...

Autor: andreas (Gast)
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R=h/(A*lambda)n

höhe und Fläche in Metern, lambda in W/(m*K)

Die Wärmeleitfähigkeit schwankt zwischen 230 und 400, je nach Legierung.
Für beste Wärmeleitfähigkeit brauch ma E-Kupfer und nicht das 
nWaldundwiesenmaterial vom Spengler.

Autor: andreas (Gast)
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R=h/(A*lambda),

ohne n

Autor: Manuel (Gast)
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andreas schrieb:
> R=h/(A*lambda),
>
> ohne n

Kann nicht stimmen ?!

Umso höher/dicker das Kupfer desto größer Rth ?! neeee
bei wiki komm ich auch nicht weiter

Autor: Tim T. (tim_taylor)
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Manuel schrieb:
> andreas schrieb:
>> R=h/(A*lambda),
>>
>> ohne n
>
> Kann nicht stimmen ?!
>
> Umso höher/dicker das Kupfer desto größer Rth ?! neeee
> bei wiki komm ich auch nicht weiter

Von wo nach wo geht dein Wärmestrom?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Ich möchte den Wärmewiderstand einer Kupferplatte berechnen. Hab zu dem
>thema nicht wirkluch viel aussagekräftiges gefunden.
>
>Konkret geht um folgende Platte:
>
>410 x 210 x 5 mm

Du mußt noch dazu schreiben, in welche Richtung die Wärme überhaupt 
fließen soll...

Kai Klaas

Autor: Manuel (Gast)
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Kai Klaas schrieb:
> Du mußt noch dazu schreiben, in welche Richtung die Wärme überhaupt
> fließen soll...

Die Transistoren sind auf der großen fläche montiert.
Die große Gegenseite zeigt nach oben

Autor: Tom (Gast)
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Rth=l/(lambda * A)

Autor: Falk Brunner (falk)
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Siehe Kühlkörper. Ganz so einfach ist das nicht.

Autor: Tim T. (tim_taylor)
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Manuel schrieb:
> Kai Klaas schrieb:
>> Du mußt noch dazu schreiben, in welche Richtung die Wärme überhaupt
>> fließen soll...
>
> Die Transistoren sind auf der großen fläche montiert.
> Die große Gegenseite zeigt nach oben

Dann ist es wirklich so das deine Fläche 0,21m * 0,41m = 0,0861m² 
beträgt und die Länge 0,005m. Was zusammen mit einer spezifischen 
Wärmeleitfähigkeit von 230 W/(m*K) ein Rth von 0,005 m / ( 230 W/(m*K) * 
0,0861 m² ) = 0,0043 K/W ergibt.

Und ja, je dicker deine Kupferplatte wird, desto größer wird dein 
Wärmewiderstand. Analog zu, je länger das Kabel, desto höher sein 
Widerstand.

Du musst noch über den Wärmewiderstand Transistor -> Kupferplatte 
nachdenken und über den Kupferplatte -> Luft

EDIT: Das Lambda von 230 W/(m*K) war sehr konservativ angenommen.
Ansonsten gilt was im vom Falk verlinkten Artikel steht.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Die Diskussion geht doch im Moment am Thema vorbei.
Der TE will wissen wie hoch der Gesamtwärmewiderstand dieser Platte als 
Kühlkörper ist, und nicht wie hoch der Widerstand der Platte von einer 
Seite zur anderen.
Das geht so nicht so einfach! Mein Tipp, nimm einen Kühlkörper und die 
Werte die für den angegeben sind. Zumal Deine Kupferplatte oxidiert und 
sich damit der Übergang in Luft ändert.

Autor: Manuel (Gast)
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Also ich bin jetzt etwas verwirrt und weiss schon fast gar nicht mehr 
was wärmewiderstand ist und was nicht.
Ich will den "normalen" Rth ermitteln, der auch bei jedem Kühlkörper 
angegeben ist.

Die 0,0043 sinds ja wohl nicht ?!

Autor: Tim T. (tim_taylor)
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Manuel schrieb:
> Also ich bin jetzt etwas verwirrt und weiss schon fast gar nicht mehr
> was wärmewiderstand ist und was nicht.
> Ich will den "normalen" Rth ermitteln, der auch bei jedem Kühlkörper
> angegeben ist.
Das ist der Rth vom Kühlkörper zur Luft bzw. Umgebung.

> Die 0,0043 sinds ja wohl nicht ?!
Natürlich nicht, lies dir den Artikel durch.

Autor: Manuel (Gast)
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Hab mir den Artikel bereits 2 mal durchgelesen. Darin ist jedoch nicht 
wirklich eine Hilfestellung enthalten wie ich nun auf Rth komme

Autor: Tim T. (tim_taylor)
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Bevor ich jetzt einen abfälligen Kommentar zu deiner Auffassungsgabe 
loslasse: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChlk...

Autor: Manuel (Gast)
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Falls noch jemand konstruktive Vorschläge zur berechnung hat wäre ich 
sehr dankbar.

Liebe Grüße

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Manuel schrieb:
> Ich will den "normalen" Rth ermitteln, der auch bei jedem Kühlkörper
> angegeben ist.

...also wenn Du nicht auf "Berechnen" versteift bist, sondern 
tatsächlich "Ermitteln" willst: schraube einen Widerstand (von dem Du 
die internen Übergangswiderstände aus dem Datenblatt entnehmen kannst, 
z.B. sowas: 
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...) 
statt den Transistoren auf das Blech, montiere es in endgültiger 
Einbaulage und heize mit definierter Leistung. Wenn Du nach dem 
Erreichen des thermischen Gleichgewichtes die Temperaturerhöhung des 
Blechs misst, hast Du zusammen mit der Heizleistung sofort deinen 
resultierenden Rth in einer für praktische Zwecke meist ausreichenden 
Genauigkeit

Autor: Kai Klaas (Gast)
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In alten Datenbüchern von Transistoren sind oft Daten über eine solche 
Kühlung angegeben: 20cm x 20cm Platte, 5mm dick, hochkant gestellt, 
Transistor in die Mitte, ergibt rund 2,3K/W für Aluminium und 3,2K/W für 
Eisen. Bei 30cm x 30cm solltest du bei Alu unter 2K/W kommen, bei Eisen 
unter 2,5K/W.

Kai Klaas

Autor: Falk Brunner (falk)
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Ein Blech, egal ob Kupfer oder Alu, ist im Allgemeinen ein eher 
schlechter Kühlkörper. Es hat schon seinen Grund, warum es spezielle 
ALU-Klumpen dafür gibt. Die Thermodynamik lässt grüßen.

MFG
Falk

Autor: Manu (Gast)
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Ja schon klar. Aber sie ist eben in diesem sehr speziellen Gehäuse 
gegeben

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Manu (Gast)

>Ja schon klar. Aber sie ist eben in diesem sehr speziellen Gehäuse
>gegeben

Poste ein Bild unter Beachtung der Bildformate. Ach ja, und lies was 
über Netiquette!!! Zwei Threads zum gleichen Thema ist ein NO-GO!

Beitrag "Aluminium Kühlkörper mit Kupferboden"

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Messen. Denn der wesentliche Beitag ist der Uebergang zu Luft. Bei 
normalen Kuehlkoerpers ist neben senkrechtem Einbau glaub ich oben und 
unten ein Fuss frei implizit.

Autor: Manu (Gast)
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Ja ich werds einfach mal messen. wird wohl das beste sein

Autor: Manu (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Zwei Threads zum gleichen Thema ist ein NO-GO!

Da gehts zwar auch um Kühlung, aber der Sacherverhalt ist meiner Meinung 
nach ein ganz anderer. Daher ein extra Beitrag.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Manu (Gast)

>> Zwei Threads zum gleichen Thema ist ein NO-GO!

>Da gehts zwar auch um Kühlung, aber der Sacherverhalt ist meiner Meinung
>nach ein ganz anderer. Daher ein extra Beitrag.

Bitte? Was ist das denn für eine faule Ausrede?!!

Anderer Thread:

>Ich habe mehrere Mosfets die zu kühlen sind.
>Der erforderliche Rth beträgt ca. 0,25 K/W.
>Dazu steht 4x 1 k/W Kühlkörper zur Verfügung

>Konstruktionsbedingt möchte alle Mosfets auf einem Kupferblech montieren
>und anschlliessend die 4 Kühlkörper an das Blech Schrauben (mit
>Wärmeleitpaste dazwischen).

>Wird nunder gesamt Rth durch diese Konstruktion schlechter, bzw. ist die
>Kühlleistung schlechter ?

Dieser:

>Ich möchte den Wärmewiderstand einer Kupferplatte berechnen. Hab zu dem
>thema nicht wirkluch viel aussagekräftiges gefunden.

>Konkret geht um folgende Platte:
>410 x 210 x 5 mm

Zwei Theads zu selben Schnappsidee!!!

Autor: Netter Gast. (Gast)
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Autor: Manu (Gast)
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Netter Gast. schrieb:
> http://www.thermoconsult.de/01_TechInfo/Physik.pdf

Danke netter Gast für den Link


@ falk:
in dieesem beitrag gehts um eine freistehende Kupferplatte einem 
gehäuse.
Beim anderen Beitrag gehts um "parallelschaltung vonKühlkörpern".

Autor: Netter Gast. (Gast)
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Versuch halt dein Glück, allerdings hege ich Zweifel das auf dem 
Rechenweg etwas vernünftiges herauskommen kann, man muss IMHO einfach 
viel zu viele Annahmen machen. Verbauen messen ggf. Zwangskühlen.


Habe keine wirkliche Erfahrung sag ich lieber gleich dazu.

Wenn ich das richtig einschätze  hat dein Block eine höhere 
Wärmekapazität und einen sehr schlechten 
Strahlungswärmeübergangskoeffizienten.

"Emissionsverhältnis eines blanken Kühlkörpers (vermutl. Alu) ca.0,03 
eloxiert ca. 0,6-0,7" Kupfer ?

@ falk: Jo Schnapsidee schon irgendwie, aber zu wissen warum ist auch 
nicht verkehrt, jetzt könnt ihr euch ja wieder fetzen ...

Autor: Tom (Gast)
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Rth=l/(lambda * A)
l=Länge
A=Querschnitt

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