ダミー抵抗の温度はどこまで上げられる？

質問

真空管アンプを作って楽しんでますが、最近オーディオ用測定器（UA-3S）なる物を購入しました。
出力を測るのにダミー抵抗を付けるのですが、この抵抗は普通何℃位で使うのでしょうか？
デールのRH-50　8Ωを、1×200×100の銅板に放熱用シリコンを塗り取り付け、他の銅板の部分は腐食防止の塗装をして使ってます。25W位になると放射温度計で70℃位になります。
HPで規格を調べたのですが、最高275℃、動作温度範囲-55℃～200℃となってますが、こんなに上げられるのでしょうか？そいや被測定アンプのカソード抵抗は100℃位になります。
火を使わない物で、触れないほど高温のものは感覚的に異常な気がしまして・・・
16Ωを使えば温度下がる？

回答No.1

tpg0 · ベストアンサー

ダミー抵抗器はインピーダンスを整合させる必要がありますから、8Ωで測るなら16Ωは使えません。

但し、16Ω・50Wのダミー抵抗器を2個並列接続すれば8Ω・100Wのダミー抵抗器として使えます。

私は、オーディオ用のダミー抵抗器は作ったことはありませんが、無線機用で75Ω・100Wのダミー抵抗器を自作したことがあります。
この時は、750Ω・10Wのホーロー抵抗器10本を並列接続して75Ω・100Wのダミー抵抗として利用しました。
ダミー抵抗器の発熱温度は放熱状態にもよりますが、ハンダ付けのハンダが溶ける温度(180℃)以上に上がらない程度なら安全圏内だと思ってます。

お礼

半田の溶ける温度ですか。盲点でした。具体的な温度が知りたかったので参考にさせていただきます。有難うございました。

回答No.4

migsis

１．温度は抵抗器の定格内であれば問題ありません。

２．１６オームにしても発熱に関しては同じなので意味がありません。出力＝電力は熱そのものだからです。そのうえ１６オームにするということは、出力トランスの１６オームに接続することになるので、測定条件が違うことにもなります。

３．そもそも発熱著しいのが好ましくない
小さいとはいえ抵抗器も抵抗値の温度特性をもっているので、あまり発熱させると抵抗値が変化し、測定結果に誤差が生まれます。抵抗器の仕様で温度係数がどの程度誤差要因になるかを確認する必要があります。

お礼

16Ωにすれば電流値が下がるから発熱下がると思ってました。お恥ずかしい限りです。いろいろ注意して計測していきたいと思います。有難うございました。

回答No.3

John_Papa

No.2です。
蛇足のところを訂正しておきます。
No.2の
『遠赤外線も他の光同様に、点線源と仮定すると距離の２乗に反比例して測定値が変化します。』
これは要らぬ説明ですね。
温度は遠赤外線の波長に出ますので距離には無関係です。
放射温度計がアンダー表示になるのは、測定面積内（測定領域）に温度の低い背景部分が入り込み平均化された値が表示されるためでした。
測定距離が離れれば背景ノイズに埋もれてしまうことも確かですが、
「放射温度計は背景ノイズにより実値より常に低めに表示される」が正しいです。

お礼

放射温度計にも注意点が有るのですね。被測定物は空気中に放熱してるから非接触の温度計では低く表示？なんてことは考えてました。色々興味深い情報有難うございました。

回答No.2

John_Papa

6CA7PPさん、なんだか銘機の匂いがするネーミングですね。

抵抗器で発生する熱はジュール熱なので、
オームの法則
P = (I^2)R = IE
電気抵抗 R [Ω]
電流 I [A]
電圧 E [V]
電力 P [W]
のPをジュール熱の量 Q [J]に置き換えることができる。
t 秒間流したときに発生する熱量は
Q = (I^2)Rt = IEt
ジュールという単位を馴染みのある単位カロリーに変換するには4.2で割れば良いので
１Ｗあたり（ワット数は１時間を単位とする）、毎秒0.238カロリーということになります。
1カロリーとは　1cc(1g)の水の温度を1℃上昇させる熱量です。
物質は水とは温度上昇率が違うので水と比較した係数”比熱”で割ります。
比熱は、銅0.09　鉄0.1　アルミ0.2　ガラス(石英)0.17　セメント1.05　空気0.24　ですので、ほとんどの物質では水より温まりやすいです。
また、物質には熱の伝わりやすさを表す熱伝導率があり、ガラスは鉄の0.006～0.012倍　銅は4.8倍　空気は0.00029倍です。
抵抗器の線が鉄なら１Ｗあたり毎秒　2.38℃÷質量(g)　の温度が上昇し、これが抵抗器の基材に伝わり、空気に伝わって放熱される。また、それぞれから遠赤外線を発して放熱する。暖められた空気は対流を発生し放熱効果が増す。で、条件が良ければ発熱と放熱が釣り合う平衡状態になり、その時の温度が最高温度ということになりますが、私には複雑すぎて計算できません。やってみて温度上昇を計測し平衡温度を導き出すのがまともな方法でしょう。
比熱や熱伝導率の高い銅板を放熱に使うのは正解ですね。
銅板をチムニー（煙突）状に加工して、空気の対流を促進するといっそう放熱効果が上がります。
私はかつてアルミの放熱板にセメント抵抗器を並列に貼り付け、合成で８オーム１００Ｗ以上のダミー抵抗器を作り、測定に使っていました。時代はほぼトランジスタ製品に移行していましたけれど。１０Ｗ以上の巻線無誘導抵抗器は手に入らなかったし、それには放熱器が取り付けられませんでしたから。

動作温度範囲内であれば、抵抗器が壊れることはないでしょう。
しかし、懸念の通り、65℃を超えたあたりから一部の蛋白質は変質を起こしますし、非常にゆっくりとではありますが温度上昇と共に木材などあらゆる有機物の水分は気化を始めやがて脱水状態になり、更に有機物を構成する水素が酸素と結合して分離していわゆる”炭化”が始まります。この炭に蓄熱により火がつく低温発火も火災の原因になります。（測定に要する時間程度では職業として休み無く繰り返すのでなければ低温発火に至ることは無いと思いますが）
周囲を陶磁器や金属で囲い、高温の遠赤外線が周囲の有機物（人間を含む）に当らないようにすれば動作温度上限200℃まで大丈夫でしょう。
遠赤外線も他の光同様に、点線源と仮定すると距離の２乗に反比例して測定値が変化します。放射温度計は実値より常に低めに表示されることにご注意ください。

お礼

熱量計算、ジュール熱は抵抗器の材質が分からないので諦めました。しかし物性の数値有難うございました。タンパク質の変質～のお話も非常に興味が有ります。有難うございました。