Watt - Leistung/Belastbarkeit von Widerständen

[Manf]

Dann betreibe eben einen mit 0,5W und bestimme die Temperatur. Er soll dabei so eingebaut sein, dass er der Einbau-Spezifikation zum Test der Verlustleistung entspricht.

Man wird das daran erkennen, dass er die in der Spezifikation von vergelichbaren Exemplaren angegebene Temperatur erreicht.

Die Leistungszufuhr ist klar. Die Wärmeabfuhr wird bestimmt durch Strahlung, Konvektion und Wärmeleitung.
Die Strahlung ist bestimmt durch die Größe der Oberfläche und die Einbausituation. Die Konvektion hängt vom Abstand zur Platine und der Einbaulage ab, wie auch von der Umgebenden Bebauung. Die Wärmeleitung hängt von den Anschlüssen, im Durchmesser, in der Länge und von der Temperaturverteilung an den Einbaustützpunkten ab. Wenn man den Leitungsquerschnitt bei 0,45mm und 0,8mm vergleicht dann sieht man, dass je nach Länge der Drähte darüber schon die Hälfte der Verlaustleistung abtransportiert werden kann.

Es bleibt praktisch nur der Vergleich mit spezifizierten Exemplaren. Baugröße in Länge und Breite und Durchmesser der Anschlüsse. (Das wäre es dann)

Ob er dann noch so gebaut ist, dass er bei der Temperatur auch die Lebensdauer erreicht ist eine weitere Frage die mit entsprechdenden Lebensdauertests zu beantworten ist.

[HaWe]

wo würdest du dann die exakte Temperatur-Grenze ziehen, als Kriterium zur Unterscheidung, ob meine Widerstände die vermeintlichen angepriesenen 1W Leistung haben oder doch nur 1/4 W?

[Manf]

Im Datenblatt das oben zum Vergleich angeführt wurde sind Klassen mit 0,5W, 1W und 2W angegeben.
Die mit Abmessungen und Drahtstärke angegbenen Widerstände haben in der Testumgebung einen Wärmewiderstand von 260K/W, 130K/W und 83 K/W.
Bei der gleichen Temperaturverträglichkeit des Widerstands ist ein Wäremwiderstand von 130K/W erforderlich.

Er sollte in dieser Testumgebung mit Verbauung und Montage sicher deutlich unter 260K/W liegen, eher eben bei 130K/W.

Entsprechend sollte ein 1W Widerstand die Temperatur unter diesen Testbedingngen bei 0,5W die Umgebungstempertur um nicht mehr als (130°C /2) überschreiten. Ein 0,5W Widerstand würde unter diesen Testbedingngen bei 0,5W die Umgebungstempertur um 130°C überschreiten.

Eine deutliche Grenze ist sicher der Wert der nächsten Klasse, vielleicht auch schon der MIttelwert zwischen den Klassen.

[i_make_it]

130°C ist schon recht hoch.
In meinen Dokumenten zur DIN 44061 (Metallschicht) und DIN 44063 (Metalloxid) ist halt
"Die maximale Betriebstemperatur bei Leiterplattenmontage innerhalb der Nennverlustleistung ist üblicherweise 70°C"
angegeben.
Von der MTBF ist das auch deutlich weniger kritisch was thermisch beschleunigte Oxidation von Anschlußdrähten, Lötstellen, Leiterbahnen, etc. angeht.
Da Kolophonium, das ja bei Handlötungen als Seele des Lötdrahtes vorhanden ist, ab 120°C anfängt auszudampfen und diese Dämpfe (Harzspiritus) brennbar sind,
sollte man bei 70°C bleiben.
Auch Pertinax Platinen die ja bei 150°C hergestellt werden sind bei 70°C deutlich besser dran als bei 130°C.
Bei Industriellen Lötung (Schwalllöten) mit Reinigung von Flußmittelresten und GFK Platinen sind 130°C unproblematisch.

[Manf]

Das Thema ist wohl, dass die Widerstände selbst wohl mehr aushalten als ihre Umgebung, sie aber ganz ohne Umgebung kaum einzusetzen sind. In diesem Umfeld kann man unterschiedliche Standpunkte einnehmen.

[HaWe]

Einsatz für verschiedenste Zwecke, auch bei 220V, auch als Spannungsteiler oder Vorwiderstand; sollen universell eingesetzt werden können.
es ist ein Widerstandssortiment, angeblich von 1k bis 10M, aber völlig unsortiert - inzwischen habe ich neben 8.2k und 10k auch 4.7k gefunden.


ich will jetzt aber vorrangig nur wissen, ob der Händler mir verkauft hat, was er angeboten hat, nämlich 1W-Widerstände.

Ich werde aus den Antworten aber nicht schlau:
Wer kann mir bitte eine definitive Antwort geben, bei welcher Spannung ein 10k Widerstand von 1W kalt oder höchstens leicht lauwarm bleibt, während sich ein 1/4W Widerstand deutlich z.B über 50° oder 70° erhitzt...?

[Moppi]

Das kann doch nur der Händler wissen.

Für digitale Schaltungen reichen die 250mW-Widerstände noch aus. Kommt drauf an, was man damit tun will. Ich handhabe das so, wenn ich es nicht weiß, dass ich das ausprobiere: wird mir ein Widerstand zu warm, messe ich, was für ein Strom fließt und die Spannung, dann kauf ich zur Not einen mit passender Leistung.

Kommt auf die abgenommene Leistung an und damit auf den Strom, der durchfließt.

Bei 220V und 1A sind das 220W, die der aushalten muss.
Bei 1V und 1A sind das 1W.
Bei 100V und 0,01A sind das 1W bei 10kOhm (denk ich). Da sich in diesem Bereich der Widerstand an der Grenze seiner Norm aufheizt, sollte die Spannung vielleicht bei 50 bis 80V liegen. Besser für den. Bei 1/4W und 100V bei 0,01A wird der deutlich wärmer, wenn er nicht wegbrennt. Leider sind meine Erfahrungen länger her.

Am besten:
Regelbares Netzteil ist von Vorteil. Niedrige Spannung einstellen, Widerstand dran hängen und Strom messen, der durchfließt. Dabei schauen, wie warm der maximal wird. Ab 60°C verbrennt man sich die Finger. Spannung weiter erhöhen und abwarten, wie warm der max. wird, Strom messen. Hinterher ausrechnen, welche Leistung das war. P = U * I. Dann hast Du die Leistung des Widerstands, bezogen auf seine Wärmeabgabe. Oder nicht?
Eventuell geht das mit elektronischen, berührungslosen Fieberthermometern, damit kann man auch Oberflächentemperaturen messen, meist haben die Dinger dafür einen Umschalter.

[HaWe]

Zum Sortiment:
ich bastle nicht soviel mit Widerständen, dass sich verschieden belastbare Sortimente für spezielle Zwecke lohnen würden - ich wollte 1 Sortiment, mit dem ich alle verchiedensten Zwecke in Zukunft abdecken kann. Aber in jedem Fall sollten 1W Widerstände auch 1W Belastbarkeit besitzen.

Aber wieso "kann das nur der Händler wissen", um was es sich handelt - das muss man doch auch testen und prüfen können?!

Die Maße habe ich ja (6mmx2mm), das spricht eher gegen 1W, wenn auch nur knapp.

Die Idee mit der Erwärmung dann brachte ja i_make_it ins Spiel, und das klang doch auch sehr vielversprechend.
Es ist ja auch einleuchtend, dass sich gering belastbare Widerstände bei einer vorgegebenen Spannung stärker erwärmen als hoch belastbare: nur exakt wie und was ist halt die Frage!

Was ich also brauche, ist ein definitiver Testaufbau für einen einzigen 10k Widerstand (oder wenn es besser geht, auch mit einer anderen Größe), mit dem man bei einem bestimmten grenzwertigen Spannungswert die 1/4W- von den 1W-Widerständen ziemlich sicher unterscheiden kann.

[i_make_it]

Es gibt einfach keine Universalantwort. Selbst die Normen unterscheiden verschiedene Einsatzfälle.

Es ist hier aber ja von einer Hobbyanwendung auszugehen (Handlötung mit Kolphonium als Flußmittel)
und üblicherweise von Platinenmontage (stehend oder liegend).
Bei Lochrasterplatinen sind die Pertinax Platinen deutlich weiter verbreitet als GFK-Platinen, also sollte man von denen ausgehen.

Also nimmt man einfach diese Randbedingungen und kommt auf die 70°C.

Zum Prüfen halt ein Labornetzteil mit einstellbarer Spannung und einstellbarem Strom nehmen und dann halt wie in meinem ersten Post.
25mA, 5V = 1/8W, Temp. = ?
50mA, 5V = 1/4W,Temp. = ?
75mA, 5V = 3/8W, Temp. = ?
100mA, 5V = 1/2W, Temp. = ?
150mA, 5V = 3/4W, Temp. = ?
200mA, 5V = 1W,Temp. = ?
250mA, 5V = 1 1/4W,Temp. = ?
Ein gutes Digitalthermomenter nehmen, den Fühler auf die Platine, den Widerstand unter Zugspannung drüber löten, so das der Fühler festgeklemmt ist und dann die Werte am Netzteil einstellen und warten.
Den Thermofühler mit einer Klammer am Widerstand festzuklemmen, würde über die Wärmeleitung der Klammer den Messwert nach unten verfälschen. Normalerweise nimmt man eine Vorrichtung die eine definierte Andruckkraft aufbringt, so das der Wärmefluß nur duch den Sensor geht. Das Verfälscht das Messergebniss nicht.
Wenn das Thermomenter für über 60 Sekunden den selben Wert anzeigt oder um den Wert pendelt (dann wäre das Netzteil schrott oder die Auflösung bzw. das Messrauschen des Thermometers zu hoch) dürfte sich ein Gleichgewicht eingestellt haben zwichen Heizleistung und abgestrahlter Wärmemenge.
Nach jeder Messung erhöht man den Strom und lasst sich das System neu einpendeln.
Je nach Tolleranz der Widerstände, kann man das dann mit verschiedenen Widerständen wiederholen.
Damit bekommt man dann über die Strichprobe eine Streuung (Range) und einen Mittelwert (X-Quer).
https://de.wikipedia.org/wiki/XbarR-Karte
Und kann so eine Aussage machen und die Verlässlichkeit der Aussage bewerten.
Große Streuung bedeutet schlechte Verlässlichkeit und somit die Notwendigkeit die Stichprobe zu vergrößern (notfalls bis zur 100% Messung).

Sollte sich dahingehend was abzeichenen, dürfte es sinnvoll sein die Widerstandswerte erst mal einzeln zu messen und zu prüfen, ob die Angaben zur Toleranz überhaupt stimmen.