Lasketaan sähköpiirin vastuskomponenteissa tuhottu lämpöenergia.
"Piirin vastuskomponenteissa tuhottu teho muodossa lämpöä."
Q = I² × R × t
tai
Q = P × t
Missä:
Q: Lämpöenergia (joule, J)
I: Virta (ampere, A)
R: Vastus (ohm, Ω)
t: Aika (sekunti, s)
P: Teho (watti, W)
Huomautus: Molemmat kaavat ovat yhtäpitäviä. Käytä $ Q = I^2 R t $, kun tiedät virtan ja vastuksen.
Aineen taipumus vastustaa sähkövirtaa, mitattuna ohmeina (Ω).
Korkeamman vastuksen seurauksena sama virta tuottaa enemmän lämpöä.
Esimerkki: 100 Ω:n vastus rajoittaa virtaa ja tuottaa lämpöä.
Sähköinen teho, joka toimitetaan tai absorboituu komponentissa, mitattuna watteina (W).
1 watti = 1 joule sekunnissa.
Voit laskea sen näin: P = I² × R tai P = V × I
Esimerkki: 5W:n LED-valo käyttää 5 joulea sekunnissa.
Sähkövarauksen virran aineen läpi, mitattuna ampeereina (A).
Lämpö on verrannollinen virtan neliöön — kaksinkertaistaminen virtaa nelinkertaistaa lämpöä!
Esimerkki: 1 A, 2 A, 10 A — kukin tuottaa huomattavan erilaisia lämpöpitoisuuksia.
Virtaan kulkuajan kesto, mitattuna sekunteina (s).
Pidempi aika → enemmän kokonaista lämpöä tuotetaan.
Esimerkki: 1 sekunti vs. 60 sekuntia → 60-kertaisesti enemmän lämpöä.
Kun virta kulkee vastuksen läpi:
Sähkönsäteet liikkuvat aineen läpi
Ne törmäävät atomeihin, menettäen kinettisen energian
Tämä energia siirtyy värähtelyenergiaksi → lämpöksi
Kokonaislämpö riippuu: virtasta, vastuksesta ja ajankohdasta
Prosessi on käänteistä — sähköenergia häviää lämpönä.
Lämpöelementtien suunnittelu (esim. sähköpeittotaimerit, hiushiuksenhoidon laitteet)
Siirtolinjojen tehon häviön laskenta
Lämpötilan nousun arviointi PCB-jäljissä ja komponenteissa
Sopivien vastusten valinta tehon perusteella
Ymmärtää, miksi laitteet lämpenevät toimintansa aikana
Turvallisuusanalyysi piireissä (ylilämmitsemisen ja paloriskin estäminen)