Sähkövastus, teoria ja käytäntö
Fysiikanopettajamme mainitsi useamman kerran konstantaanin.
Ehkäpä fysiikanlaboratorioissa tosiaan käytetään konstantaania
kuumennusvastuksen materiaalina, koska sen vastusarvo vaihtelee
vain hyvin vähän lämpötilan mukaan (teoria).
Käytännössä englanninkielisissä teksteissä näkee usein termiä "nichrome wire",
joka on nikkelin ja kromin seosta (joskus mukana saattaa olla muitakin aineiota, kuten rautaa).
Ehkäpä tuollainen nikkelin ja kromin seos on huomattavasti
halvempaa kuin konstantaani, ja siksi käytännön sovelluksissa
sitä käytetään, kustannusten minimoimiseksi. (käytäntö)
MUTTA:
Miten olisi laskettavissa kuumennusvastuksen resistanssi jännitteen mukaan ?
Esimerkki:
jos kuumennusvastus on esimerkiksi sähkökiuasta varten valmistettu vastus,
jossa merkintä: 2000 W @ 230 V, 50 Hz AC.
Miten tällaisen kuumennusvastuksen resistanssi lasketaan esim. 50V DC jännitteellä?
Voisi olettaa, että koska tuo vastus kuumenee 50V DC:llä selvästi vähemmän
kuin mitoituksensa mukaisella 230V, 50 Hz AC:lla, niin sen lämpötila 50V DC:llä
syötettynä jää selvästi alhaisemmaksi 230V käyttöön verrattuna.
Onko siis olemassa laskukaava: Mikä on kyseisen vastuksen resistanssi tietyllä jännitteellä (jonka oletetaan olevan alhaisempi kuin nimellisjännite) ?
Sähkövastuksen reistanssi, teoria ja käytäntö
19
2139
Vastaukset
- simppeliä
Ei vastuksen resistanssia voi jännitteen perusteella laskea, lämpötilan mukaan se lasketaan. Aineille on määritelty lämpötilakerroin joka kertoo paljonko ominaisresistanssi muuttuu lämpötilan muuttuessa.
- yksinkertainen_vastus
Does the resistor have a vastusta, vai onko ainoastaan vastuksessa resistanssia?
- Meikä-
Joo eli Elämänkoulun pohjilta vetelen ohjeita Kontulan/Vesalan nurkilta eli ei kannata hirveän vakavasti ottaa...
Mutta siis puhut kiukaan vastuksesta ja mainitset sille herzejä, niistä ei tarvitse ainakaan tuolla 50Hz taajuudella mitään välittää kun kyseessä on niin resistiivinen kuorma kun voi olla (aina vaihtovirralla tulee kovemman taajuuden mukana lisää reaktiivista vastusta)
Käytännössä sini-muotoinen vaihtovirta on 230V jännitteellä aina 0- 325V välistä josta tuo 230V on keskiarvo, eli sama kun olisi jatkuvaa tasavirtaa 230V . Sini-muodolla muotokerroin on kakkosen juuri eli abaut 1,41
Eli resistiivisellä vastuskuormalla ei ole mitään väliä onko vaihto- vai tasavirtaa, tasan yhtä tehokasta kun tyypillisesti puhutaan RMS-tehosta joka on tuolla 230V jännitteellä laskettuna.
Jos vastuksen lämmitystehon haluat 50V jännitteellä niin koulussa puimurin pyörittely opetetaan helpommin mutta menee se jotenkuten mutkien kautta minultakin:
2000W / 230V = 8.69A
230V/8.69A = 26,46ohm
50V/26,46ohm = 1.89A
50V x 1.89A = 94.5W - Meikä-
Ja joo sit se että tosiaan materiaaleille ilmoitetaan ominaisvastus tietyssä lämpötilassa kuten joku tuossa jo sanoi.
https://fi.wikipedia.org/wiki/Ominaisvastus
Mitenkään ei oikeen jännitteeksi saa tuota muutettua koska kyseessä on vastuksen lämpötila, eikä se korreloi jännitteen kanssa jos käyttöympäristö on tuntematon
Samanlainen kiukaan vastus voidaan kuumentaa vaikka huoneen 22asteen lämpötilassa 230V jännitteellä ja vastuksen pinta on silloin vaikka 600 astetta. Seuraavaksi laitetaan sama vastus meren pohjaan ja taas 230V jännitettä, siellä hyvä jos vastuksen pinta on 30 astetta.- kyllä_saa_selville
Koska ominaisvastus riippuu lämpötilasta ja ominaisvastukselle on ilmoitettu lämpötilakerroin, voi em. tiedoista muodostaa lineaariyhtälön, jolla laskea resistanssi lämpötilassa C.
Lämpötilaa ei kuitenkaan tiedetä tietyllä jännitteellä, mutta voi tehdä oletuksen, että lämpötila olisi jollakin tavalla tehoon verrannollinen. Voisi olettaa, että P ~ T² tai T³. Riippuvuussuhteen muoto pitää siis ensin selvittää ja lämpötila pitää mitata kahdessa eri lämmitystehossa tätä varten.
Tämän jälkeen on melko helppoa laskea leikkauspiste ominaisresistanssille lämpötilassa C ja lämmitysteholle. Jos käyrän muoto on edes jonkin verran tiedossa, voi homman laskea myös iteroimalla ilman, että tarkkaa vastausta tunnetaan. Eli vuorotellen lasketaan jännitteestä aiheutuvaa tehoa ja siitä seuraava lämpötila ja lämpötilan perusteella taas tarkennetaan ominaisvastuksen arvoa, jolloin voidaan tarkentaa tehoa, jne.. - melkein_oikea_vastaus
kyllä_saa_selville kirjoitti:
Koska ominaisvastus riippuu lämpötilasta ja ominaisvastukselle on ilmoitettu lämpötilakerroin, voi em. tiedoista muodostaa lineaariyhtälön, jolla laskea resistanssi lämpötilassa C.
Lämpötilaa ei kuitenkaan tiedetä tietyllä jännitteellä, mutta voi tehdä oletuksen, että lämpötila olisi jollakin tavalla tehoon verrannollinen. Voisi olettaa, että P ~ T² tai T³. Riippuvuussuhteen muoto pitää siis ensin selvittää ja lämpötila pitää mitata kahdessa eri lämmitystehossa tätä varten.
Tämän jälkeen on melko helppoa laskea leikkauspiste ominaisresistanssille lämpötilassa C ja lämmitysteholle. Jos käyrän muoto on edes jonkin verran tiedossa, voi homman laskea myös iteroimalla ilman, että tarkkaa vastausta tunnetaan. Eli vuorotellen lasketaan jännitteestä aiheutuvaa tehoa ja siitä seuraava lämpötila ja lämpötilan perusteella taas tarkennetaan ominaisvastuksen arvoa, jolloin voidaan tarkentaa tehoa, jne..Unohdit laittaa sen kaavan mukaan viestiisi.
- Meikä-
kyllä_saa_selville kirjoitti:
Koska ominaisvastus riippuu lämpötilasta ja ominaisvastukselle on ilmoitettu lämpötilakerroin, voi em. tiedoista muodostaa lineaariyhtälön, jolla laskea resistanssi lämpötilassa C.
Lämpötilaa ei kuitenkaan tiedetä tietyllä jännitteellä, mutta voi tehdä oletuksen, että lämpötila olisi jollakin tavalla tehoon verrannollinen. Voisi olettaa, että P ~ T² tai T³. Riippuvuussuhteen muoto pitää siis ensin selvittää ja lämpötila pitää mitata kahdessa eri lämmitystehossa tätä varten.
Tämän jälkeen on melko helppoa laskea leikkauspiste ominaisresistanssille lämpötilassa C ja lämmitysteholle. Jos käyrän muoto on edes jonkin verran tiedossa, voi homman laskea myös iteroimalla ilman, että tarkkaa vastausta tunnetaan. Eli vuorotellen lasketaan jännitteestä aiheutuvaa tehoa ja siitä seuraava lämpötila ja lämpötilan perusteella taas tarkennetaan ominaisvastuksen arvoa, jolloin voidaan tarkentaa tehoa, jne..Niin siis saa selville jos käyttöympäristö on tunnettu ja vakio, kuten venymäliuskat kalibroidaan vaa´alla, katotaan mitä vaaka näyttää ja mitä arvoja liuskan mittaviestimuuntimesta tulee. Yleensä analogimittarin signaali on jännitettä tai virtaa ja näyttö kalibroidaan näyttämään kiloja, lämpötilaa, litraa tms.
Oman arvonsa tunteva akateemisesti koulutettu DI ei kuitenkaan ikinä oleta mitään vaan muuttujat pitää olla syötettynä kaavaan. En vaan katulapsena oikeen hogaa miksi sun tarvii lämpötilaa vuorotellen mitata jos haet jännitteen vaikutuksesta ominaisvastuksen muutosta?
Mitataan vastuksen resistanssi huoneen lämmössä ja sitten laitetaan 230V jännitteeseen ja katsotaan mitä menee virtaa läpi ja ajetaan Puimurilla yli. Seuraavaksi sama 50V... Selviää suoraan Puimuria pyöräyttämällä tehon ja resistanssin muutokset ilman mitään lämpötilamittaria.
Aloittaja vain pyysi sitä laskukaavaa, kuten tuossa joku jo huomautti, ei labrakokeita jolla keksitään pyörä. - laskukikkailua
Ja kaavaa et laskuharkkojasi varten tule saamaan, koska se on ihan helppo tehtävä. Vaikka keksiä kaavat itse! Sitäpaitsi, kaavaa ei pysty antamaan ellei ympäristö ole tunnettu.
Tuo vuorotellen tehon ja ominaisvastuksen laskenta perustuu niiden keskinäiseen riippuvuus-suhteeseen: Eli arvaat tehoksi aluksi 200W, päädyt lämpötilaan T, josta voit laskea resistanssin. Resistanssista pystyt laskemaan tarkemman tehon, joka muuttaa lämpötilaa T, jne. Homman pitäisi alkaa konvergoitumaan, mikäli käyttämäsi kaava on mittaamalla saatu edes suunnilleen oikeaksi. Eli se ei anna teoreettista oikeaa vastausta, mutta hihavakioiden avulla päädytään oikealle hehtaarille. Netistä löytyy kyllä lisää ohjeita ja maol:ssa on itse asiassa sopiva kaavakin, jos sitä osaa soveltaa.
Lämpötilaa pitää mitata useamman kerran, koska kolmea asiaa ei tiedetä: Fourier:n lain mukaista käytöstä, Newtonin lämpölakia eikä Stiltonin lakia seuraavaa. Yhtälö on siis jossakin määrin monimutkainen todellisuudessa ja riippuu mm. siitä, kuinka korkealle lämpötila tulee asettumaan mitä pitää huomioida.
Kuumennusvastuksen resistanssia ei voi laskea jännitteen mukaan, koska riippuvuus on lämpötilan kautta, kuten 1. vastaaja jo on kertonut. - ohminlaki
kyllä_saa_selville kirjoitti:
Koska ominaisvastus riippuu lämpötilasta ja ominaisvastukselle on ilmoitettu lämpötilakerroin, voi em. tiedoista muodostaa lineaariyhtälön, jolla laskea resistanssi lämpötilassa C.
Lämpötilaa ei kuitenkaan tiedetä tietyllä jännitteellä, mutta voi tehdä oletuksen, että lämpötila olisi jollakin tavalla tehoon verrannollinen. Voisi olettaa, että P ~ T² tai T³. Riippuvuussuhteen muoto pitää siis ensin selvittää ja lämpötila pitää mitata kahdessa eri lämmitystehossa tätä varten.
Tämän jälkeen on melko helppoa laskea leikkauspiste ominaisresistanssille lämpötilassa C ja lämmitysteholle. Jos käyrän muoto on edes jonkin verran tiedossa, voi homman laskea myös iteroimalla ilman, että tarkkaa vastausta tunnetaan. Eli vuorotellen lasketaan jännitteestä aiheutuvaa tehoa ja siitä seuraava lämpötila ja lämpötilan perusteella taas tarkennetaan ominaisvastuksen arvoa, jolloin voidaan tarkentaa tehoa, jne..Miksi mittailla etukäteen vertailulämpötiloja, kun voi yksinkertaisesti vain mitata virta halutulla jännitteellä, ja laskea siitä mikä on vastuksen resistanssi sillä jännitteellä.
- oleta.pyöreä.lehmä
Meikä- kirjoitti:
Niin siis saa selville jos käyttöympäristö on tunnettu ja vakio, kuten venymäliuskat kalibroidaan vaa´alla, katotaan mitä vaaka näyttää ja mitä arvoja liuskan mittaviestimuuntimesta tulee. Yleensä analogimittarin signaali on jännitettä tai virtaa ja näyttö kalibroidaan näyttämään kiloja, lämpötilaa, litraa tms.
Oman arvonsa tunteva akateemisesti koulutettu DI ei kuitenkaan ikinä oleta mitään vaan muuttujat pitää olla syötettynä kaavaan. En vaan katulapsena oikeen hogaa miksi sun tarvii lämpötilaa vuorotellen mitata jos haet jännitteen vaikutuksesta ominaisvastuksen muutosta?
Mitataan vastuksen resistanssi huoneen lämmössä ja sitten laitetaan 230V jännitteeseen ja katsotaan mitä menee virtaa läpi ja ajetaan Puimurilla yli. Seuraavaksi sama 50V... Selviää suoraan Puimuria pyöräyttämällä tehon ja resistanssin muutokset ilman mitään lämpötilamittaria.
Aloittaja vain pyysi sitä laskukaavaa, kuten tuossa joku jo huomautti, ei labrakokeita jolla keksitään pyörä."Aloittaja vain pyysi sitä laskukaavaa, kuten tuossa joku jo huomautti, ei labrakokeita jolla keksitään pyörä."
Kun sellaista laskukaavaa ei ole olemassa niin sitä on aika mahdotonta antaa. Resistanssin lämpötilariippuvuus tarkoittaa käytännössä tätä:
- vastuslangan lämpötila ja tarkemmin sanottuna lämpötilan jakauma vastuslangan pituutta myöten määrää vastuksen.
- vastuslangan ympäristön termiset ominaisuudet määräävät lämpötilan, jonka vastuslanka saavuttaa ajassa t. Tässä siis Fourier, Fick ja kumppanit määräävät.
- vastuslangan ympäristön termiset ominaisuudet riippuvat lämpötilasta. Lämmön siirtyminen pinnasta ilmaan, nesteeseen tai lämpösäteilyksi riippuu lämpötilasta eli ei ole lineaarinen ilmiö.
- vastuslangan vastus määrää tehon, jolla vastuslanka itseään ja ympäristöään lämmittää.
Tuossa systeemissä on aika monta muuttujaa ja ajasta riippuvaa ilmiötä, joten sitä kuvaa ajasta riippuvien epälineaaristen differentiaaliyhtälöiden ryhmä. Niiden ratkaisu ei ole mikään "laskukaava" vaan joko määritettävä kokeellisesti tai sitten numeerisesti ratkaisemalla annetulle ajanhetkelle. Kun sitten huomioidaan se, että eri aineiden resistanssi yksinkertaisessakin tapauksessa riippuu eri lailla lämpötilasta (muistakaa että on olemassa NTC ja PTC vastuksiakin...) niin mitään yleispätevää ei ole olemassa.
Helpointa on tietenkin olettaa pyöreä lehmä ja kertoa, että vastuslangan vastus on vastus lämpötilassa nolla celsiusastetta plus lämpötila kerrottuna vastuksen lämpötilakertoimella. Yleensä tuo tai valmiin taulukon käyttäminen riittää kunhan vastuslanka lämpenee kauttaaltaan tasaisesti. Mikä pätee silloin, kun vastuslanka ei mistään kohdasta ole muuta paremmin lämpöeristetty eli ei pääse yhdestä kohdasta kuumenemaan voimakkaasti. - Meikä-
Aloittaja lienee joku opiskelija ja hieman hakoteillä kuten jo tuo ykkösvastaaja on hänelle kertonut. Ei siinä enää mitkään laskukikkailut yhtään mitään pelasta, lisää vain samaa hebreaa ja siansaksaa ketjuun jota jo aloituksessakin on.
Pelkästään tunnetulle vastukselle ei voi jännitteestä laskea mitään lämpötiloja, eikä se selittämällä muuksi muutu. Aloittajan tehtävänä oli varmaan vaan saada vastuksesta ohmit ja pyöräyttää siitä teho 50V jännitteellä, hämäykseksi oli laitettu AC ja DC -merkintöjä
Vakavasti: nuo koulutukset ja matemaattiset työkalut en erittäin hyvä käytännön lisä, mutta pelkästään niillä ei tee yhtään mitään jos ei kertakaikkiaan yhtään tajua pätkän vertaa mistä on kysymys ja mitä ollaan tekemässä.
Vi**u kun joka ikiseen hommaan maailmassa vaan ei todellisuudessa toimikkaan se että ensimäisenä aletaan laskemaan jotain laskuja mikä tekee muuta autuaaksi. Hyvä tuntemani esimerkki korkeakoulutetusta 100% pölvästistä on teräsrakenteiden lujuuslaskija joka ei kerta kaikkiaan ymmärrä esimerkiski tehon ja vääntömomentin eroa, momenttivartta eikä ymmärrä kumpi kestää painoonsa nähden enemmän kiertoa, avonainen C-palkki vai pyöreä ainesputki.
Siinä toinen laskee laskuja ja muut tekevät 100x vahvempia ja kevyempiä rakenteita persetuntumalla. Turha on kuvitella että muutaman vuoden koulussa istuneena jotain osaa tehdä jos muuten vapaa-aika istutaan kaljakopan kanssa TV:n edessä tai muuten vain nollat taulussa kirkkoveneen kuvat verkkokalvoillia. - capasitorin_resistanssi
Meikä- kirjoitti:
Niin siis saa selville jos käyttöympäristö on tunnettu ja vakio, kuten venymäliuskat kalibroidaan vaa´alla, katotaan mitä vaaka näyttää ja mitä arvoja liuskan mittaviestimuuntimesta tulee. Yleensä analogimittarin signaali on jännitettä tai virtaa ja näyttö kalibroidaan näyttämään kiloja, lämpötilaa, litraa tms.
Oman arvonsa tunteva akateemisesti koulutettu DI ei kuitenkaan ikinä oleta mitään vaan muuttujat pitää olla syötettynä kaavaan. En vaan katulapsena oikeen hogaa miksi sun tarvii lämpötilaa vuorotellen mitata jos haet jännitteen vaikutuksesta ominaisvastuksen muutosta?
Mitataan vastuksen resistanssi huoneen lämmössä ja sitten laitetaan 230V jännitteeseen ja katsotaan mitä menee virtaa läpi ja ajetaan Puimurilla yli. Seuraavaksi sama 50V... Selviää suoraan Puimuria pyöräyttämällä tehon ja resistanssin muutokset ilman mitään lämpötilamittaria.
Aloittaja vain pyysi sitä laskukaavaa, kuten tuossa joku jo huomautti, ei labrakokeita jolla keksitään pyörä."Mitataan vastuksen resistanssi "
Se on selvä, mutta miten mitataan resistorin vastus on hieman epäselvä. - onko_mittaria
capasitorin_resistanssi kirjoitti:
"Mitataan vastuksen resistanssi "
Se on selvä, mutta miten mitataan resistorin vastus on hieman epäselvä.Se on kyllä neuvottu mittarin käyttöohjeessa.
- vastusriippuujännitteest
onko_mittaria kirjoitti:
Se on kyllä neuvottu mittarin käyttöohjeessa.
Mittaaminen riippuu siitä, halutaanko tietää jännitteen muutoksen ja virran muutoksen suhde vai jännitteen ja virran suhde.
Kokeile mitata esimerkiksi 10 megaohmin vastuksen arvo liian suurella jännitteellä. Huomaat, että vastus riippuukin jännitteestä voimakkaasti. - vdr
vastusriippuujännitteest kirjoitti:
Mittaaminen riippuu siitä, halutaanko tietää jännitteen muutoksen ja virran muutoksen suhde vai jännitteen ja virran suhde.
Kokeile mitata esimerkiksi 10 megaohmin vastuksen arvo liian suurella jännitteellä. Huomaat, että vastus riippuukin jännitteestä voimakkaasti.Eikä riipu, virta kylläkin.
- omenaputosipuusta
Ehkä vertailuyksikkönä voisi ottaa volframin resistanssin lämpötilan muuttuessa, eräänä asiana. Kromisen johteen resistanssin muuttuminen lämpötilan noustessa tuhansiinkin asteisiin.... sitten vielä sekin että, joskus toimitaan tyhjiössä joskus jossain kaasussa.
Nämä kaikki asiat huomioit ainakin heti. - dynaaminen.resistanssi
vdr kirjoitti:
Eikä riipu, virta kylläkin.
Riippuu, paljonkin. Dynaaminen resistanssi on pieni jännitteen muutos per sitä vastaava pieni virran muutos eli käytännössä derivaatta I:n suhteen funktiosta U(I). Jos aine käyttäytyy lineaarisesti niin dynaaminen resistanssi ei riipu virrasta eikä jännitteestä. Jos on esimerkiksi VDR, puolijohde tai paljon jännitettä niin silloin dynaaminen resistanssi vaihtelee.
Kokonaistehon määrää staattinen resistanssi, jonka saa laskemalla kokonaisjännitteestä ja kokonaisvirrasta.
http://www.courses.physics.helsinki.fi/ope/dfk/Sähkömagnetismi_III.pdf - vdr
dynaaminen.resistanssi kirjoitti:
Riippuu, paljonkin. Dynaaminen resistanssi on pieni jännitteen muutos per sitä vastaava pieni virran muutos eli käytännössä derivaatta I:n suhteen funktiosta U(I). Jos aine käyttäytyy lineaarisesti niin dynaaminen resistanssi ei riipu virrasta eikä jännitteestä. Jos on esimerkiksi VDR, puolijohde tai paljon jännitettä niin silloin dynaaminen resistanssi vaihtelee.
Kokonaistehon määrää staattinen resistanssi, jonka saa laskemalla kokonaisjännitteestä ja kokonaisvirrasta.
http://www.courses.physics.helsinki.fi/ope/dfk/Sähkömagnetismi_III.pdfEt sitten huomannut nimimerkissä VDR tsoukkia :D
- dynaaminen.resistanssi
vdr kirjoitti:
Et sitten huomannut nimimerkissä VDR tsoukkia :D
Öh. Krhm. Joo. Laitan sarkasmidetektorini kalibrointiin ensi tilassa...
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
- 713105
- 922865
- 512105
Mietin että
Onko tästä enää paluuta entiseen? Ainut asia joka päiviini toi taannoin iloa, oli meidän yhteinen hassuttelu ja huumorin201565- 151349
Nyt rupeaa löytymään talonmiestä ja muuta sankaria hallipaloon
Kyllä on naurettavia juttuja tuossa paikallislehdessä, että saa tosiaan nauraa niille..51338Aaamu on täällä taas!
Hyvää ja rauhallista työpäivää rakkauteni. Kunpa vaan hymyilisit enemmän. Toivon, että joku kaunis päivä kanssani et vaa131301Tajusin vaan...
Että olen pelkkä kroonistunut mielisairas. Olen sairauspäissäni luullut itsestäni liikaa. Luulin, että olen vain korkein131273- 181260
Noin ulkonäkö-jutut ei multa
Nainen, koskaan en ole kirjoittanut siitä mitään ilkeää. Ei kuulu tapoihin241232