Dissipazione,temperatura e duty cicle

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"Non seguire la massa, segui la Vcc!"
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Un bel giorno max digitò:

Nelle normali situazioni puoi considerare una relazione lineare fra potenza e temperatura. In altre parole se a potenza nulla hai una temperatura T1, e a potenza massima (duty cycle 100%) hai una temperatura T2, allora più o meno puoi considerare che T=T1+(T2-T1)*D/100 dove D è il tuo duty cycle.

In realtà non è proprio così, perché bisognerebbe considerare anche l'effetto dell'irraggiamento (che non è lineare ma dipende anche dalla differenza di temperatura) ma come dicevo in condizioni normali è trascurabile.

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emboliaschizoide.splinder.com

Si`, la dissipazione media di potenza sara` P=i*i*R*DC dove DC e` il duty cycle, il cui valore va da 0 a 1. In generale la potenza dissipata e` data dalla corrente efficace al quadrato moltiplicata per la resistenza, e quella che si ottiene e` la potenza media.

Il legame temperatura (o meglio aumento di temperatura) e potenza dissipata puo` essere lineare se il calore e` portato via solo per codnuzione. Se invece hai moti convettivi (aria), di solito la temperatura non si abbassa cosi` tanto quanto la potenza: ad esempio

100W fanno un aumento di 100 K, con 50W l'aumento di temperatura sara` maggiore di 50 K (ma non di tanto, comuque dipende dal tipo di flusso che si instaura intorno alle pareti che dissipano in aria). Infine se il raffreddamento avviene anche per radiazione, il legame potenza/temperatura cambia ancora, pur restando dello stesso tipo: dimezzi la potenza l'aumento di temperatura e` piu` alto di meta` del salto precedente.

Saluti non lineari :)

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Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

"max" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@s9g2000prg.googlegroups.com...

Ciao,

ho capito il senso della domanda ma se vogliamo essere pignoli, direi che in un circuito ideale formato da un generatore di tensione e da una determinata resistenza, basta che la tensione sia fissata per ottenere una corrente a sua volta costante (legge di Ohm: V=R*I). Vice-versa, se il generatore è di corrente, basterà che quest'ultima sia costante per ottenere una tensione altrettanto costante ai capi del resistore. Grazie alla legge di Ohm, si capisce infatti che non si può ovviamente scegliere a piacimento il valore di tutte tre le grandezze in gioco ossia V, I e R.

Chiarito questo, occupiamoci della questione legata al calore.

Nel caso di corrente continua, possiamo dire che l'energia dissipata dal resistore per effetto Joule è esattamente quella ceduta dal generatore al resistore ovvero: Ediss=P*t con P=R*I^2 e "t" il tempo durante il quale la corrente I passa attraverso il resistore.

E' chiaro quindi che se il segnale è un'onda quadra caratterizzata da un certo duty-cycle (che chiamerò dc), avremo che l'energia dissipata dal resistore durante un periodo (ciclo) sarà:

Ediss=P*To*dc con To periodo del segnale.

Supponendo ora che la frequenza del segnale sia abbastanza alta da permettere che s'instauri nel resistore una temperatura di regime (costante), quest'ultima sarà strettamente legata a Ediss che è, ripeto, l'energia dissipata dal resistore per effetto Joule cioè l'energia che il resistore cede all'ambiente circostante sotto forma di calore.

Per rispondere alla domanda fatta dunque, la temperatura del resistore diminuisce assieme al valore del duty-cycle. E' facile intuire appunto, che a fronte di un duty-cycle pari a zero (ragionando con casi estremi), la temperatura del resistore sia minima visto che nessuna corrente l'attraverserebbe.

Per quanto riguarda poi l'influenza del duty-cycle sulla temperatura in termini matematici, diciamo che le cose possono essere assai complesse come si vede da quello che hanno scritto "dalai lamah" e "Franco" a cui vorrei aggiungere un aspetto che riguarda il cosiddetto coefficiente di temperatura.

I resistori cambiano il valore della loro resistenza a fronte di una notevole variazione della temperatura; tale cambiamento viene quantificato tramite il coefficiente di temperatura espresso in genere in parti per milione per ogni grado Celsius (ppm/°C).

Quindi, per essere pignoli, una variazione notevole della temperatura di funzionamento del resistore produce una piccola variazione della sua resistenza e di conseguenza, una variazione di potenza dissipata dal resistore (Pdiss=1/R*V^2) e ciò si traduce in una piccola variazione della temperatura di regime.

Nella pratica, il coefficiente di temperatura serve più che altro per valutare la deriva della resistenza effettiva rispetta a quella nominale quando si usano le cosiddette "resistenza di precisione" in circuito particolari dove appunto, è richiesta una certa precisione e stabilità del valore della resistenza.

Pino.