Watt - Leistung/Belastbarkeit von Widerständen

[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.

[Moppi]

Testaufbau .... mit dem man bei einem bestimmten ... Spannungswert die 1/4W- von den 1W-Widerständen ziemlich sicher unterscheiden kann

Ich könnte mir vorstellen etwa so:

6V-Netzteil (bleibt bei jedem defekten Schnurlostelefon übrig oder sonstigen Kleingeräten).
PC-Lüfter mit Leistung, 1.8W bei 12V, anschließen.
Widerstand als Strombegrenzer in Reihe, 10kOhm.
Ein 1W-Widerstand sollte nach einiger Zeit kaum warm werden (mit Hand fühlen), ein 1/4W-Widerstand dagegen deutlich.

Da ich das nicht ausprobieren kann, wegen Umständen, wäre das als Vorschlag mein erster Ansatz, der in diese Richtung geht.


Aber andere haben das schon gesagt: die Widerstände bei den Maßen ca. 6 * 2mm sind normalerweise bei Kohleschicht 1/4W bei 70° und 1/8W bei 40°C.

[HaWe]

Moppi,
"könnte mir vostellen"...? "sollte"...? bist du dir da 100% sicher mit deinen Werten, sie sollen ja aussagekräftig, korrekt und sicher sein..!?


ein Netzteil bis 35V, mit dem man Spannung und Strom getrennt einstellen kann, habe ich ja.

Thermometer außer den genannten keine, ein 6V Netzteil habe ich nicht, einen solchen 1.8W PC-Lüfter auch nicht, Vergleichswiderstände verschiedener bekannter Watt-Zahlen auch keine.

Wenn niemand nach Datenblättern eine passende Test-Spannung für 10k nennen kann, dann bleibt nur der Test bei einem von euch:

Wer hat einen 10k (oder 4k7) 1W-Widerstand und kann mir sagen, wie warm der bei 50V (oder ggf. 35V oder 25V) wird?

[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.

[HaWe]

ich habe kein Digitalthermometer, nur meine Finger zum Fühlen, ein Fieberthermometer, oder ein Backofenthermometer - die beiden Thermometer haben aber keine sehr gute Kontaktfläche.

Aber wozu brauche ich eine Messreihe, es muss doch eine einzige, bestimmte Grenzspannung (für eine Grenzbelastung duch einen hindurch fließenden Strom) geben, bei der ein 1W Widerstand deutlich unter Körpertemperatur bleibt, während ein 1/4W Widerstand sich deutlich - wenn nicht sogar extrem - erhitzt, so dass man den Unterschied sogar fühlen kann?

Meine Idee waren ja knapp 50V bei 10k, für resultierende 0,25W (oder niedriger?)