Kabelquerschnitt

[Stromberger]

Verlustleistung auf dem Drahtstück ausrechnen.
Dann in die Formel mit Masse und Dichte des Kupferstücks einsetzen. Isolation vernachlässigen. Wärmekonvektion, Wärmeleitung, Wärmestrahlung in die Umgebung voraussetzen und sinnvoll berücksichtigen.
Sinnvolle Zeit wählen. Erfahrungswerte dazu. Schon merkt man, dass delta T zu vernachlässigen ist. Reicht das als Einstieg?

Ansonsten, wenn Du es ausführlicher willst:
Stromwärmegesetz – Physik-Schule

 

[dr-schiemann]

ich wollte doch nur wissen, ob der Draht zu heiß wird ....
und dabei bleibt es doch, oder ...: er wird nicht heiß und beschädigt die Isolierung nicht, oder?

 

[Stromberger]

Korrekt.

 

[dr-schiemann]

Danke und gute Nacht
Liebe Grüße Alexander

 

[Drehfeld]

Verlustleistung auf dem Drahtstück ausrechnen.

Das ist klar.

Dann in die Formel mit Masse und Dichte des Kupferstücks einsetzen.

Du meinst die Wärmekapazität? Dort geht es aber um die Erwärmung durch eine zugeführte Energie (Wärme(menge)). Da kann nicht einfach die Leistung eingesetzt werden.

Sinnvolle Zeit wählen

Wozu eine Zeit wählen? Um aus der Leistung eine Energie zu machen? Ich dachte, es geht um den stationären Zustand.

Wärmekonvektion, Wärmeleitung, Wärmestrahlung in die Umgebung voraussetzen und sinnvoll berücksichtigen.

OK, so wird ein Schuh daraus, aber dann brauchst du die Wärmekapazität nicht, sondern es reicht das Gleichgewicht:
P_Wärme = P_elektrisch.
ABER:
Wie schätzt du den Wärmeübergangskoeffizienten?

 

[Drehfeld]

ich wollte doch nur wissen, ob der Draht zu heiß wird ....
und dabei bleibt es doch, oder ...: er wird nicht heiß und beschädigt die Isolierung nicht, oder?

Ja, da passiert nichts.

 

[Stromberger]

Du meinst die Wärmekapazität? Dort geht es aber um die Erwärmung durch eine zugeführte Energie (Wärme(menge)). Da kann nicht einfach die Leistung eingesetzt werden.

Kann man sehr wohl. Denn der Zusammenhang zwischen Arbeit und Leistung dürfte hinlänglich bekannt sein.
Ich werde (wie angekündigt) jetzt in keine Diskussion einsteigen, in wie weit eine Verlustleistung im niedrigen mW-Bereich eine Erwärmung verursacht.
Die Wahl der Zeit hat durchaus etwas mit dem quasistationären Zustand zu tun.

Wenn es jemand meint, genauer ausrechnen zu können (ich komme auf delta T von weit weniger als 1 K): feel free. Ich nicht.
Dem TE wird es nichts bringen, sein Problem ist gelöst.

 

[Drehfeld]

@Stromberger : Du hast vollkommen recht. Für das hier diskutierte Problem ist das völlig irrelevant, da passiert nix!
Mich interessiert das Thema einfach rein fachlich; ich habe mich in einem anderen Thread vor längerer Zeit mal an ähnlichen Berechnungen versucht und einen "Querabgleich" das Rechenweges fände ich daher sehr interessant.
Würde es dir etwas ausmachen, deinen vollständigen Lösungsweg hier zu posten?

Danke und Gruß,
Oliver

 

[Stromberger]

Der "Lösungsweg" ist rel. einfach, wurde hier auch schon mal so bechrieben:


*) Die Kunst besteht jetzt darin, mal für verschiedene t-Werte das Ergebnis auszurechnen und abzuschätzen, wann sich ein quasistationärer Zustand einstellt.
(Ansonsten würde nach unendlicher Zeit der Leiter unendlich warm, wenn es im Vakuum und ohne Strahlung passieren würde).

Man kann auch der Einfachheit halber einen "fertigen" Rechner nehmen:
Leiterplattenerwärmung | PIng Tools

(entbindet aber auch nicht von *)

 

[Drehfeld]

@Stromberger: OK, danke.
Das Ganze läuft demnach auf eine Schätzung der Zeitkonstante heraus. Setzt man diese in die Gleichung ein, so erhält man den Endwert ((quasi-)stationären Zustand).

Edit: Eine Lösung ohne die Schätzung der Zeitkonstante wäre wohl über die bekannten Belastbarkeitstabellen in Abhängigkeit der Verlegearten möglich.