Temperaturerhöhung an einem Übergangswiderstand

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo,

ich denke das Ihr mir bei meiner Frage helfen könnt. Die Idee ist zu berrechnen um wieviel Grad Celsius sich ein Übergangswiderstand bzw. ein Kabel erhöht wenn es mit einem bestimmten Strom durchflossen wird.
Dazu wir angenommen man verbindet ein 1,5 m langes 6 mm^2 Kabel mit Hilfe eines Lötverbinders (4-6 mm) mit einem 0,5 m langem 4 mm^2 Kabel.
Der Kabelkern besteht aus Kupfer. Der elektrische Widerstand kann gemessen werden und auch die Stromstärke!

Wie kann man auf die Temperaturerhöhung im Übergangswiderstand (Lötverbinder) und im 4 mm^2 Kabel kommen?

Vielen Dank

#2

Wenn ich den Leitungswiderstand berrechne mit der Formel R = ges. Länge des Kabels / spezifischer Widerstand* Kabeldurchschnitt

Hätte ich doch den Widerstand der Kabel. Wenn ich den tatsächlichen Messen und diesen von dem errechneten Abziehe hätte ich doch den Widerstand der am Lötverbinder abfällt.
Wie bringe ich den jedoch mit der Temperatur in Verbindung?

#3

Hallo,

Wenn ich den Leitungswiderstand berrechne …
Hätte ich doch den Widerstand der Kabel.

Ja.
Wenn ich den tatsächlichen Messen und diesen von dem errechneten Abziehe

hätte ich doch den Widerstand der am Lötverbinder abfällt.

Wenn du den Widerstand messen kannst, dann könntest du diesen doch auch gleich am Lötverbinder messen. Wozu also diese Umständlichkeit?

Ansonsten sollte so eine Lötverbindung doch gut überlappend sein, so dass deren Länge deutlich mehr als der Drahtdurchmesser ist. In diesem Bereich wird dann bei einer ordentlichen Lötung der spezifische Widerstand pro Längeneinheit eher kleiner sein als der vom (dicken) Draht. Mit der Annahme, dass die Lötverbindung kurz ist im Vergleich zur Gesamtlänge der Drähte kann man den Übergang somit meist vernachlässigen.

Wie bringe ich den jedoch mit der Temperatur in Verbindung?

Das kannst du nicht ohne bestimmte Randbedingungen zu definieren bzw. Annahmen zu treffen.
Die Wärme wird durch alle bekannten thermischen Ausgaleichseffekte abgegeben
-> Wärmeleitung
-> Konvektion
-> Wärmestrahlung
Unter bestimmten Umständen wären sogar noch andere Emissionen zu berücksichtigen (elektromagnitische Effekte).

Für jeden der möglichen Effekte muß man sich überlegen, wie groß diese sind und ob bei entsprechender Relevanz eine genauere Abschätzung notwendig ist.

Um was geht es überhaupt konkret?
Gruß Uwi

#4

Hallo,

zwei Denkfehler:

  1. Eine Lötverbindung hat überlappende Adern, die ringsum mit Lot verbunden sind. Der Widerstand einer fachgerechten Lötverbindung dürfte geringer sein als der Widerstand jedes gleichlangen Leitungsstücks vor und hinter ihr. Er ist also nicht relevant, die Lötverbindung wird die kälteste Stelle des Leitungsweges sein.

  2. Wenn du Widerstand und Stromstärke hast, dann hast du zar Spannungsabfall und Leistung an dieser Stelle. Von dort zur Temperatur ist es aber ein sehr, sehr weiter Weg. Umgebungstemperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Stabuablagerungen, Montagerichtung, Oberfläche, Emissionsgrad der Oberfläche (Stefan-Boltzmann lässt grüßen!), Luftumströmung, … - das muss alles berücksichtigt werden, daher ist das ist praktisch nicht berechenbar!

#5

Hallo Fragewurm,

Einfach berechnen kannst du nur die „Heizleistung“ an dieser Stelle /Strom x Spannungsabfall).

Nun kann ich mit einem 30W Lötkolben Lötzinn zum Schmelzen bringen, mit einem 1’000W Haartrockner geht das aber nicht!

MfG Peter(TOO)