İletkenler ve yarı iletkenlerdeki ısı oluşumu. (BİLİMSEL TARTIŞMA)

[by lent]

Ben de bir dayak arsızı olarak katılayım ama tartışmayı daha ileri yerine geri çekerek .

Öncelikle neden 2 aynı malzemeyi ele almadık, mesela 5k direnç biri standart çeyrek wat, diğeri smd 1206 yine çeyrek wat olsun. Koşullar aynı olsun, ölçümlü yalıtımlı eşit sıcaklıktaki odalar, 2 elemana da eşit akım ve gerilim düşmekte vb.

Hangisi önce sıcaklık artışına bulunur sebebi nedir?

 

[Mr_YAMYAM]

Dayak arsızlarını severim
İstemeden de olsa konuyu bilimsel hale dönüştürebiliyorlar.
Isı oluşum kurallarına değinirsek...
Malzeme boyutu veya direnci direk etken değildir. Esas olan şey, geçen Elektrik akımının maddedeki molekülleri harekete geçirme oranıdır.
NASIL?
1A lik bir akım 1mm2 lik bakır iletkende doğal ortam koşullarında ısı meydana getirmez. Getiriyorsa bile ölçüm dışıdır.
1A lik akım 0.1mm2 lik bakır iletkende bir miktar molekülü harekete geçirebilir.
Sıcaklık artış faktörü soğutmaya bağlı kalmaksızın belli seviyede olacaktır.
Örnek olarak 20'C den 60'C ye çıkabilir.
DİKKAT:
İletkende oluşan sıcaklığın dışarı iletilmesi şimdilik farklıdır. Dışarı iletilen enerji, ortam ısı yükselmesi olarak ele alınıp ölçülebilir.
Bakır telin kalınlığını daha da inceltirsek, örnek 0.05mm2.
Bu sefer bakır tel belki de 500'C a kadar ısınacaktır. Bakırın ergime derecesi bu sıcaklıktan daha aşağıda ise, telimiz ergiyerek bir yerden kopacaktır. Eğer telimizin ergime sıcaklığı daha yüksek ısılarda gerçekleşiyorsa, telimiz belki bize kızaracak, ateş püskürecek, ama kopmayacaktır.
Ne yaptık?
Bilimsel olarak, bir bakır telli ısıtıcı yapmış olduk. Peki diğer ısıtıcılardan, (Krom nikel veya benzeri) ne farkı vardır?
THAT is THE QUESTION?
BİLGİ NOT'u.
Yapılan deneyde rezistans (Direnç) değeri ve geçirilen akım asla değiştirilmeyecektir.
Temel değerimiz 10ohm luk bir rezistans olacak, üzerinden 1A akım akıtacağız.
Kalın tellerden (1mm2) oluşmuş 10 ohmluk bakır rezistansın uzunluğu 1Km ise, 0.1mm lik aynı direnç değerine sahip bir bakır direncin uzunluğu belki de 100metre olacaktır.
Bir karbon elementinin aynı amaçla kullanılması durumunda, geçen akımın ne kadar ısı oluşturabileceği ve karbonun kaç 'C ye kadar ısınabileceği şimdilik saklıdır.

 

[serkan_48]

Iste ozet soru bu?

 

[Mr_YAMYAM]

Iste ozet soru bu?

Ne yapayım gurban, anlatamıyorum.
Önceki söylemlerimde 10 ohmluk yük direncinin gücünü değiştirmekten bahsetmiş, ama anlatamamaıştım.
Son açıklamada ise aynı şeyi yaptım.
Direnç değeri aynı olan bakır bir rezistans gücü atıyorum 1000W 1mm2 lik tel
Direnç değeri aynı olan bakır bir rezistans. Atıyorum gücü 5W 0.1 mm2 lik tel.
Direnç değeri aynı olan bakır bir rezistans Attım gücü, 1W
Demekki bilimsel bir kritere ulaştık.
Bir iletken üzerinde oluşan ısı miktarı, iletkenin gücü doğrultusunda değişmektedir.
Harcadığımız güç hep aynı olduğuna göre, ve elde etmiş olduğumuz ısı değiştiğine göre, ....
Yüklerin üzerlerinde harcanabilecek güç faktörü ve yükte oluşan ısı faktörünü birbirlerinden çıkarttığımızda, ısı enerjisi elde etmiş olmaktayız.
Sanırım bu olayı rezistif yüklerde elde edilen verim (Isıtıcı) olarak ele alıp değerlendirebiliriz.
Konumuz tam anlaşılırsa, aynı yöntemleri yarıiletkenler üzerinde de yapabilirsek, belki bir sonuca ulaşabiliriz.

 

[-Acemi-]

Isınma eşit miktarda olacaktır, Watt olarak harcadığınız güç önemlidir.

5 Wattlık dirençle, 25 Wattlık dirençte (eşit omajda) aynı güç harcansa bile başlangıçta sıcaklıkları farklı olacaktır. Burada ısı kaybına ek olarak ısıl akümülasyonda söz konusudur, 5 Wattlık direncin fiziksel büyüklüğü haliyle ısıl kapasiteside küçük olacağından hızlıca ısınacaktır.

Dış yüzeyinden ısıl kaybın sabit olduğu bir fanus düşünün, birinde 5 Wattlık diğerinde 25 Wattlık dirençler olsun, her ikisinde de 5 Watt güç harcansın. Bir termometre ile durumu sürekli takip ederseniz 5 Wattlık direncin olduğu kabın hızlıca ısınacağını, diğerinin ısınmasının biraz daha zaman alacağını görürsünüz. Ancak ısıl denge oluştuktan sonra (bu durum saatler sürebilir) her iki kabında iç sıcaklıkları eşit olacaktır. Elektrik akımını kestiğinizde de 5 Wattlık direncin olduğu kap hızlı soğurken diğerinin soğuması zaman alacaktır. Burada gene baştaki ısıl akümülasyon söz konusu.

Saygılar....

 

[Mr_YAMYAM]

Burada önemli bir husus vardır.
10W'lık gücün kaçta kaçı ısıya dönüşmektedir?
1W'lık bir direnç üzerinde kaç watt'lık bir ısı meydana gelebiliecektir.
100W'lık bir direnç üzerinde ısı oluşmayabilir bile.

 

[-Acemi-]

Burada önemli bir husus vardır.
10W'lık gücün kaçta kaçı ısıya dönüşmektedir?
1W'lık bir direnç üzerinde kaç watt'lık bir ısı meydana gelebiliecektir.
100W'lık bir direnç üzerinde ısı oluşmayabilir bile.

Rezistanslı tüm yapıların ısıl verimi %100 dür. Akım ve dirence bağlı olarak tamamı ısıya dönüşecektir. Önemli olan güç değeridir, 25 Wattlık akkor flamanlı ampulü düşünelim flamanın sıcaklığı 1000 dereceyi geçecektir, ancak 50 derece sıcaklıktaki bir dilim kalorifer peteği kadar ısı vermez.

Saygılar....

 

[Mr_YAMYAM]

Rezistanslı tüm yapıların ısıl verimi %100 dür. Akım ve dirence bağlı olarak tamamı ısıya dönüşecektir.

Saygılar....

Bu konudan pek emin değilim
Bilimsel bir ispatı var mı acaba?

 

[-Acemi-]

Bu konudan pek emin değilim
Bilimsel bir ispatı var mı acaba?

Termodinamik kitaplarında rezistanslı ısıtıcıların verimi %100 alınır.

2 ihtimal var, ısı ve ışığa dönüşmesi lazım. Akkor ampul olmadığı sürece ışık kısmını ihmal edebiliriz. %100 ü ısıya dönüşecektir.

Bilimsel bir çalışmada vardır elbet, tahminimce çok eski bir çalışmadır ve bulmak pek kolay olmayabilir. Ama mantıken enerji bir direnç üzerinde ısı ve ışığa dönüşmelidir.

Saygılar....

 

[Mr_YAMYAM]

Rezistanslı ısıtıcıların verimleri mutlak sıcaklık olan -273'C ye göre kabul edilmiş bir değerdir. Uzay boşluğunda güneş ışığı almayan bölgelerdeki ölçülen sıcaklık derecesidir.
Doğal ortamlarda rezistanlarda elde edilen ısı miktarı ölçülemez ama kendi ısısını ve ortam sıcaklığının kaç derece üzerine çıkarttığı ölçülebilir.
1000W lık bir rezistans 1000W güç harcamaktadır.
Ancak harcanan bu gücün ne kadarının dış ortama aktarıldığı belirtilmez.
Bu rezistansa 0V tan itibaren ayarlı gerilim verelim. Belli bir gerilime kadar rezistans üzerinde ısı oluşmayacaktır. (Doğal ortama göre) Gerilimi artırdıkça rezistansın ısısı da artacaktır. Belli gerilimden sonra az da olsa ışık vermeye başlayacaktır.
Demekki verilen gerilimin bir kısmı ısıya dönüşmüyor olup bir kısmı da ışığa dönüşmektedir.
Ben bir çelişki ile karşılaşmıştım.
Bulunduğum ortam oldukça küçük bir yerdir. Burada PC kullanıyorum @serkan_48 bizzat görmüştür.
Ortamımı ısıtmak için de rezistanslı ve pervaneli basit ısıtıcılardan kullanıyorum.
800+800W olarak iki kademede çalışmaktadır. Ben tek kademede çalıştırıyorum.
Ortam sıcaklığını ölçmek için de içerde digital bir termometre bulundurmaktayım
Genellikle iç sıcaklığı 20'C ye göre ayarlamaktayım. Bu sıcaklığıa gelebilmesi için 800W lık ısıtıcım 1 saatten biraz daha fazla çalışmaktadır.
Geçenlerde ağır bir render işim için ana PC'mi bu odaya getirmiştim. Render işlemi 48 dakika sürmüştü. PC render işinde ısındığı için rezistanslı ısıtıcı kapalı bırakılmıştı.
Render işim bittiğinde oda sıcaklığımın 26'C ye ulaştığını farkettim.
Bu sebeple kafam karıştı va bu olayı araştırmaya başladım.
Isıtıcı 800W güç ile 1 saatten biraz fazla sürede ortam ısısını 15'C den 20'C ye ulaştırmaktadır.
PC güç kaynağı 650W olup...
İşlemci Q9300 yanılmıyorsam 95W TDP güç harcıyor.
Ekran kartım GF9800 olup 105W güç gereksinimi bulunmaktadır.
650W lık güç kaynağım zaten max güçte çalışmıyor. PC deki diğer bileşenler hemen hemen bellidir.
NASIL OLUYOR DA 650W'ın ALTINDA BİR GÜÇ HARCAMASI İLE DAHA KISA SÜREDE ORTAM SICAKLIĞI DAHA FAZLA ARTIRILABİLİYOR?
Acaba yarı iletkenler rezistanslardan daha fazla mı ısı açığa çıkartabiliyorlar.
Böyle birşey mümkünse bilimsel açıklaması varmıdır?