Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wärme eines Widerstanddraht


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von Marc A. (mark2013)


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Hallo,
ich habe einen Widerstandsdraht von Conrad:
https://www.conrad.de/de/widerstandsdraht-100-m-5-m-429074.html

Von diesem Draht benutze ich, einen Meter als Spule gewickelt. Wie kann 
ich abhängig vom Strom die Wärme des Drahtes berechnen.

Also ich habe eine Spannung von 5V und einen Strom von ca. 100mA

Kann mir jemand weiterhelfen?

: Verschoben durch Moderator
von Olaf (Gast)


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> Kann mir jemand weiterhelfen?

Das geht nicht weil in deine Funktion auch noch das Volumen deines 
Widerstandes, die Umgebungstemperatur und eine eventuelle Konvektion mit 
eingehen wuerde.

Olaf

von Marc A. (mark2013)


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Hi,

dann frage ich mal anders.

Wenn eine Spannung von 5V am Draht anliegt und ein Strom für 5s 
durchfliesst bei 20°C Umgebung. Wie warm wird der Draht mit einem 
Widerstand von 100Ohm, Pi * Daumen ?

von Marc A. (mark2013)


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100mA

von Udo S. (urschmitt)


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Marc A. schrieb:
> Wie kann
> ich abhängig vom Strom die Wärme des Drahtes berechnen.

Höchstens numerisch mit einem komplexen Simulationsmodell und einer 
ganzen Anzahl weiterer Parameter.

Was willst du denn erreichen, warum meinst du das berechnen zu müssen?

von Jemand (Gast)


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Hallo

das kannst du in der real Welt leider vergessen.

Zu viele unbekannte Parameter und Störgrößen.
Unter (praxisfernen) Laborbedingungen wäre das wohl mittels den Gesetzen 
der Thermodynamik möglich - die es aber "in sich" haben und wo die 
meisten Gesetzmäßigkeiten ohne sehr viel "heftige" Mathematik einfach 
nicht berechenbar und verständlich beschreibbar sind.
Dazu sollen aber die etwas sagen die mehr Ahnung als ich in diesen 
Gebiet haben.

Die frage gab es auf jeden Fall sinngemäß schon mindestens einmal hier 
im Forum ´, und die letztendliche Antwort war:
Das kann man in der Praxis nicht (sinnvoll) berechnen - ausprobieren ist 
die einzig Sinnvolle Option (leider)

Jemand

von Marc A. (mark2013)


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Ich brauche 200°C an diesem Draht mit 5V und ca. 100mA. Wielange der 
Strom fliesst ist erstmal nicht so wichtig. Gut wäre eine Zeit von 10s 
bis 20s

von Udo S. (urschmitt)


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Ist das jetzt der nächste "Dampfer" Thread?

Marc A. schrieb:
> Ich brauche 200°C an diesem Draht mit 5V und ca. 100mA.

500mW und 200°C ist schon ziemlich sportlich. So heiß wird ja nicht mal 
ein bedrahteter 0,5W Metallfilmwiderstand. Das schaffst du kaum mit 1m 
aufgewickeltem Draht, ausser du isolierst.

Also letztes Mal: Was willst du erreichen?

von Achim S. (Gast)


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Marc A. schrieb:
> Ich brauche 200°C an diesem Draht mit 5V und ca. 100mA. Wielange der
> Strom fliesst ist erstmal nicht so wichtig. Gut wäre eine Zeit von 10s
> bis 20s

Na denn: wenn du den Draht perfekt thermisch isolieren würdest, dann 
bräuchte es ca. 7s bis er 150°C erreicht (weil nach 7s deine 
Heizleistung von 0,5W genügend Wärme erzeugt hat, um mit der 
Wärmekapaztät deines Drahtes einen Temperturanstieg von 200° zu 
erzeugen).

Wenn du nicht perfekt thermisch isolierst (was bei Heizdraht eher der 
Normalfall ist), dann hängt es vollständig von deinem Aufbau auf, wann 
er welche Temperatur erreicht. Du kannst schon nach 8s bei 200° sein, 
und es kann ebenfalls sein, dass du nie über 100° hinauskommst. Es hängt 
vollständig davon ab, wie gut der Draht Wärme an seine Umgebung abführt.

von Reiner Gast (Gast)


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Marc A. schrieb:
> Von diesem Draht benutze ich, einen Meter als Spule gewickelt. Wie kann
> ich abhängig vom Strom die Wärme des Drahtes berechnen.
> Also ich habe eine Spannung von 5V und einen Strom von ca. 100mA

Das ist physikalisch nicht möglich, denn:
- 1 Meter Draht entspricht laut Datenblatt 100Ohm und
- laut Ohmschem Gesetz R=U/I => I=U/R = 5V/100Ohm = 50mA

... können bei 5V nur max. 50mA durch den Draht fließen.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Marc A. schrieb:
> Ich brauche 200°C an diesem Draht mit 5V und ca. 100mA.
Mit 5V und 100mA wirst du nur eine winzig kleine Fläche (beser ein 
winziges Volumen) auf 200°C erwärmen können. Der Draht, den du da 
verlinkt hast, hat ellein schon viel zu viel Masse, um auf diese 
mickrige Leistung zu reagieren. Ein 2012 SMD-Widerstand könnte das 
vielleicht bringen...

von Achim S. (Gast)


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Achim S. schrieb:
> dann
> bräuchte es ca. 7s bis er 150°C erreicht

Tschuldigung: sollte heißen "bis er 200°C erreicht"

von Michael B. (laberkopp)


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Marc A. schrieb:
> Wie kann
> ich abhängig vom Strom die Wärme des Drahtes berechnen.

Gar nicht.

Die Wärme ist nicht vom Strom abhängig, sondern von der Kühlung. In 
einer Vakuum-Thermoskanne geht das bis der Draht schmilzt.

Marc A. schrieb:
> Wenn eine Spannung von 5V am Draht anliegt und ein Strom für 5s
> durchfliesst bei 20°C Umgebung. Wie warm wird der Draht mit einem
> Widerstand von 100Ohm, Pi * Daumen ?

Aus den unvollständigen Angaben nicht berechenbar.

Marc A. schrieb:
> Ich brauche 200°C an diesem Draht mit 5V und ca. 100mA. Wielange der
> Strom fliesst ist erstmal nicht so wichtig. Gut wäre eine Zeit von 10s
> bis 20s

Du lernst es einfach nicht. Modell Betonkopf ?


Achim S. schrieb:
> Na denn: wenn du den Draht perfekt thermisch isolieren würdest, dann
> bräuchte es ca. 7s bis er 150°C erreicht (weil nach 7s deine
> Heizleistung von 0,5W genügend Wärme erzeugt hat, um mit der
> Wärmekapaztät deines Drahtes einen Temperturanstieg von 200° zu
> erzeugen).

Das stimmt wenn man die 150 und 200 korrigiert und ist eine untere 
Zeitgrenze, nur die Wärmemasse des Metalls einrechnend, 
Infrarotstrahlung reflektiert.

von Fuller (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Das stimmt wenn man die 150 und 200 korrigiert

Warum willst du beide korrigieren?

von foobar (Gast)


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Hab mal eben die Parameter aus dem Datenblatt in meinen Coil-Rechner 
gepackt:
1
# coil cuni44
2
Material    µΩm   µ/K  mg/mm³  J/g/K
3
CuNi44    0.490     1   8.900  0.410
4
5
# coil cuni44 0.08mm 500mm 1000mm 5v ext
6
Material   AWG/   mm    mm      Ω  Volt   Amp   Watt  mm²   mg  mJ/K   t200
7
CuNi44      40/0.080   500  48.74   5.0   0.1    0.5  126   22     9   3.58
8
                      1000  97.48                0.3  251   45    18  14.30

Hinten, die t200 ist die Zeit, die bei bei der gegebenen 
Leistung/Spannung benötigt wird, um den Draht mit den Maßen um 200°C zu 
erwärmen.  Wohlgemerkt, nur den Draht selbst - alles, was an Wärme 
abgestrahlt wird, verlängert das entsprechend und wenn mehr abgestrahlt 
als reingesteckt wird, wird die Temperatur nie erreicht.


PS: Die Zahlen sind auf die angezeigten Stellen gerundet!

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