電気抵抗による発熱計算と実測値の違い
- 電気抵抗による発熱計算について悩んでいます。電気抵抗発熱は通常、Ｉ＾2（電流）×Ｒ（抵抗）×Ｔ（時間）とされますが、実測値と計算値が合わず困っています。
- 実測してみると、計算値よりも立ち上がりが大きく、徐々に放熱するため、比例グラフにはなりません。放熱だけの影響であれば、立ち上がりの上昇は計算と合うはずですが、実際は計算よりも高い上昇をします。
- どのように計算をすれば良いのか、どの要素が影響しているのか分からず困っています。アドバイスをお願いします。
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電気抵抗による発熱計算
現在、電気抵抗による発熱について、計算値と実測値が合わず悩んでいます。 一般的に、電気抵抗発熱は、Ｉ＾2（電流）×Ｒ（抵抗）×Ｔ（時間）だと思いますが、この場合、発熱は時間に比例して上昇するはずです。 しかし、実測してみると、立ち上がりの上昇が計算値よりも高く、さらに徐々に放熱するため、比例グラフにはなりません。 放熱だけの影響であれば、立ち上がりの上昇は計算と合うはずなのですが、実際は計算よりも高い上昇をします。 どのように計算をすれば良いのか、どのような要素が効いているのか、お分かりになる方がみえたらアドバイスをお願いいたします。
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参考URLを開き，下の方の「熱の計算」から★温度上昇計算を選んでください。 計算のメニューが出ますので，仮に以下のような数値を代入してみましょう。 物体の温度上昇または温度降下 物体の質量A： １ kg 物体の比熱B： ４６１ J/kg ℃（加熱する物体を鉄と仮定して） 放熱部分の表面積C：０．０１５ m2（直方体と仮定したとき） 物体の初期温度D： ２０ ℃ 物体表面の放射率E： １ 対流による熱伝達率F： ７ W/m2 K 雰囲気温度G： ２０ ℃ 加熱容量H： １０ W 設定 表示間隔： １００ 秒 表示数： １００ 別画面で時間に対する温度上昇値が表示されます。 数値を適宜変更して，温度上昇の様子がどう変化するか確かめてください。 全部は説明しないでおきますが若干のヒントです。 初期の温度上昇速度を決めるのは，物体の熱容量と加熱パワーです。 最終的な温度上昇を決めるのは，物体表面の対流と放射による放熱量と 加熱パワーの関係です。 制御系の勉強をなさっていれば「１次遅れ」というような言葉をお聞きに なっているかもしれません。温度上昇の様子も，単純化すれば「１次遅れ系」 で表せます。
電気抵抗が発熱により、一般的に上昇することを考慮していますか？ 抵抗が２倍に増加すると仮定すると、電流値は半分ですがＩ＾２Ｒの 式の通り、発熱量は半分になってしまいます。
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