Les circuits électriques de votre téléphone portable, réfrigérateur, lampe de bureau et tout le reste électronique ont été conçus selon certaines règles. Les règles régissent des choses comme ce que la puissance de l'ampoule peut être mis dans une douille, l'épaisseur des fils doivent être et combien de temps les fils peuvent être. Les règles sont conçues pour protéger les fils de devenir trop chaud.
La quantité d'un fil chauffe dépend de la quantité de courant circulant à travers elle et la résistance du fil. La résistance du fil dépend de sa géométrie: plus longs fils ont une résistance plus élevée, tandis que les fils de plus grand diamètre ont une résistance plus faible. La résistance d'un fil dépend également de la matière dont elle est faite de: le même fil de forme en aluminium ou en argent aura une résistance différente. Pour déterminer la capacité de charge actuel de l'argent, vous avez besoin de savoir combien d'argent actuelle peut transporter avant qu'il ne fasse trop chaud.
Instructions
1 Recueillir des informations sur les propriétés de l'argent. Vous aurez besoin de la résistivité, ce qui indique à quel point un matériau résiste à un courant électrique; la masse volumique, qui est une mesure de la lourdeur d'une certaine quantité de matière est; et la chaleur spécifique, qui mesure la facilité avec laquelle le matériau change de température quand il absorbe l'énergie.
Selon Periodictable.com, déterminer la résistivité de l'argent en calculant: rho_r, est de 1,6 x 10 ^ -8 mètre-ohms; la densité de masse, rho_m, est 10,49 g / cm ^ 3; la chaleur spécifique, C, est de 235 joules / kg-kelvin.
2 Définir la géométrie de votre fil d'argent. La résistance dépend de la géométrie.
Par exemple, vous pourriez avoir un morceau de fil de calibre 20, qui a une superficie de 0,5 millimètres carrés de 30 cm.
3 Calculer la résistance de votre fil. La résistance est donnée par le temps de la résistivité de la longueur / surface. La résistance détermine la quantité d'énergie sera absorbée par le fil lorsque le courant traverse. Pour l'exemple, R = rho_r xl / aire = 1,6 x 10 ^ -8 m-ohms x 0,3 m / (5 x 10 -7 m ^ ^ 2) = 9,6 x 10 ^ -4 ohms.
4 Calculer la température maximale admissible. Cette température pourrait être le point de l'isolation des fils de fusion, la température d'allumage d'une carte de circuit imprimé ou --- dans le cas le plus extrême possible --- le point de fusion du matériau. Pour cet exemple, supposons que la température maximale est de 200 degrés C, une température nominale commune pour l'isolation.
5 Déterminer comment les changements de température que votre fil absorbe l'énergie. Vous serez calcul de l'énergie le fil absorbe en Joules, une unité d'énergie. Calculer l'élévation de température par Joule d'énergie dans le fil. L'élévation de température est donnée par l'inverse du temps de capacité thermique de la masse du fil, qui est rho_m x longueur x surface.
Pour l'exemple, le fil a une masse de rho_m x longueur x surface = .0105 kg / cm ^ 3 x 30 cm x 0,005 cm ^ 2 = .0016 kg. Multiplier par la capacité calorifique et inverser le résultat pour obtenir le coefficient de température Tc: 1 / (235 J / kg K x 0,0016 kg) = 2,6 K / J. Autrement dit, le fil va augmenter la température de 2,6 kelvin (qui est le même que 2,6 degrés C) pour chaque joule d'énergie dissipée dans le fil.
6 
Calculer la quantité de courant le fil peut prendre avant d'atteindre la température maximale. La puissance dissipée dans une résistance est donnée par les temps au carré de courant de résistance, de sorte que le courant total maximum est donnée par I_total = sqrt ((température maximale - température de départ) / (Tc x R)).
Vous avez trouvé la température maximale à l'étape 4, vous trouvé Tc à l'étape 5, et vous avez calculé R à l'étape 3. Pour l'exemple, supposons que le circuit commence à 25 degrés C, de sorte que le courant maximum est donnée par I_total = sqrt ((200 -25) / (2,6 x 9,6 x 10 ^ -4)) = 265 ampères.
7 Décidez combien de temps le fil a besoin pour transporter le courant. Diviser le courant total par la quantité de temps le fil sera porteur de courant. Par exemple, vous pouvez avoir un circuit qui va envoyer du courant à travers votre fil d'argent pour deux minutes --- 120 secondes. Ensuite, le courant moyen maximal qu'elle pourrait réaliser serait de 265 ampères / 120 secondes: 2,2 ampères.
Conseils et avertissements
- Le calcul présenté ici donne une idée de la capacité actuelle de votre fil d'argent. Une analyse complète comprendra également des façons dont le fil se débarrasse de l'excès de chaleur. Ce calcul dépend de nombreux détails de la fabrication: s'il y a flux d'air à travers le fil, si le fil est en contact avec d'autres matériaux qui peuvent absorber une partie de la chaleur du fil, si d'autres composants voisins chauffent aussi bien. En prenant ces choses en considération, vous pouvez utiliser cette méthode pour calculer la limite de régime permanent sur le courant. Autrement dit, le courant qui crée la température maximale tolérable est en cours de refroidissement du fil.