Résistance qui chauffe trop (résistance de puissance)

[mistral]

Bonjour,

J'espère ne pas rompre les usages en postant ici une question d'électronique pure. Si c'est le cas, ce serait cool si vous pouviez m'indiquer un autre forum plus approprié

Alors j'ai une résistance 10W et de 5 Ohms sur un circuit de 5V. A priori, si j'ai tout bien compris, elle consomme 1A, soit puissance de 5W. Normalement, je suis donc dans un ratio de 1/2, ce qui est indiqué comme plus prudent pour une résistance qui doit subir une puissance continue.

Donc en théorie, c'est bon ?

Maintenant en pratique, ça chauffe dur. Je ne sais pas trop avec quoi mesurer la température (enfin je sais utiliser un thermomètre mais pour mesure un point précis et pas une moyenne ambiante, je ne sais pas). Concrètement au bout de 5min de fonctionnement, je me brule fort en touchant. C'est sensé fonctionner ensuite dans une boite en bois. Pas complètement hermétique mais il est évident que je ne suis pas dans des conditions optimales pour dissiper.

Je me demande :

-> Si j'avais juste la résistance, collé au bois, est-ce que j'ai un risque d'incendie ? Est-ce que j'ai un moyen de calculer et/ou de mesurer ça ?

-> Dans une autre situation. Par exemple dans une boite en métal et si la chaleur n'était pas critique pour mes autres composants, est-ce que j'aurai réellement à m'inquiéter ? (elle est donnée pour 10W, du coup je ne sais pas trop quoi en penser si en fait elle ne peut pas l'encaisser).

-> Ici je vais avoir un arduino et quelques régulateurs de puissances (78xx et autre). Du coup, je pense que je ne peux pas vraiment faire autrement que de placer un système de refroidissement. Quid alors de comment dimensionner ça ? Est-ce qu'il y a des règles à respecter ?

Désolé pour mes questions en chaine mais j'ai quelques inquiétudes avec ce montage. De plus, je débute avec l'électronique et je découvre un peu les grosses résistances et j'aimerai bien comprends comment on doit s'en servir.

Merci par avance.

[Gilles57]

Bonjour

-> Si j'avais juste la résistance, collé au bois, est-ce que j'ai un risque d'incendie ?

Oui

Est-ce que j'ai un moyen de calculer et/ou de mesurer ça ?

Mesurer le risque d'incendie est un exercice bizarre

Je comprends pas bien Apparemment Vous voulez faire chauffer une résistance, et la placer dans une boite dans laquelle vous avez mis les composant électronique.

Franchement c'est étrange, vos composant électroniques vont cesser de fonctionner à partir de 50 degrés Celsius en gros.

Pur réguler il faut un capteur de température, qui reçoit une température et qui commande un relais pour allumer ou éteindre une résistance électrique.

Il faut un algorithme de régulation soit :
Tout ou Rien avec un Hystérésis ou PID

Le PID c'est pouir plus de précision, le Tout ou Rien avec un Hystérésis suffit si l'application ne nécessite pas une précision fine variation de 10 Degrés par Ex.

J'ai un algorithme de régulation en Tout ou Rien avec un Hystérésis , je vous le donnerai demain

Salutation

[Artouste]

Gilles57:
...
Franchement c'est étrange, vos composant électroniques vont cesser de fonctionner à partir de 50 degrés Celsius en gros.

;D

[ChPr]

Un indicateur grossier de température : lorsqu'on ne peut plus tenir de façon permanente quelque chose, c'est que sa température est supérieure à 60 °C.

Cordialement.

Pierre

[Standby]

Les composants ne cessent pas de fonctionner mais le fabricant ne garanti plus leurs comportements.

[hazerty565]

une resistance de puissances, c'est normal que sa chauffe...

il faut que la puissance de chauffe soit proche de la puissance perdue par dissipation, sinon la température connaitra de grosses oscillations qui modifierons chaque fois la quantité dissipée.

Une façon simple de connaitre l’énergie dissipée consiste à prendre 10W par mètre carré de surface exposée à l'air et par degré de différence avec l'air. C'est une approximation assez réaliste.

Tans fait pas, les composant CMS peuvent tenir jusqu'a une certain temperature
Pour certain il y a un risque de chauffes, donc de casse tel que les diodes/ MOSFET.

Dans certain cas il y a un derating ou un dysfonctionnement de la carte...

[J-M-L]

Mais pourquoi dissiper de l'énergie dans la résistance - vous voulez faire un petit sauna portable ?

[Gilles57]

Bonjour
Vous n'avez qu'a tester la condition avec un seuil haut et un seuil bas, le seuil haut et les seuil bas, étant l’hystérésis, il permet d’affiner le réglage.

J'ai un algorithme.

Il est en langue naturelle
^{SI ((nouvelleVal > ancienneVal) ET (nouvelleval > seuilHaut))
marchePompe();
SI ((nouvelleVal < ancienneVal) ET (nouvelleval < seuilBas))
arretPompe();}

[kamill]

Comme dit J-M-L la première question à se poser est 'c'est pour faire quoi?'

[mistral]

Merci à tous pour vos réponses.

hazerty565:
il faut que la puissance de chauffe soit proche de la puissance perdue par dissipation, sinon la température connaitra de grosses oscillations qui modifierons chaque fois la quantité dissipée.

Une façon simple de connaitre l’énergie dissipée consiste à prendre 10W par mètre carré de surface exposée à l'air et par degré de différence avec l'air. C'est une approximation assez réaliste.

C'était le sens de ma question. Cependant je ne suis pas sur de comprendre la règle.

Mettons que l'air ambiante est à 35°c (c'est énorme en Bretagne, mais c'est histoire de prendre une petite marge).
Admettons ensuite que je tolère une montée en température dans la boite jusqu'à 50°C (c'est pour l'exemple, en réalité c'est plus compliqué dans mon montage)
Ca voudrait dire que je peux dissiper (50-35)*10W = 150W/m². Soit ici 10W à dissiper, donc ça revient à une surface à exposer à l'air autour de 6.7cm².

=> Le calcule est bon ? (ça me semble beaucoup 6.7cm² mais peut-être que je devrais tolérer une température plus élevée ?)

=> Et si maintenant je choisi de dissiper avec un ventilateur j'imagine que je peux réduire la taille du ventillo ? Est-ce que pareil il y a une règle qu'on peut utiliser en rapport avec le débit d'air ?

kamill:
Comme dit J-M-L la première question à se poser est 'c'est pour faire quoi?'

Désolé de ne pas avoir donné tout le détail mais je voulais poser ma question pas que vous fassiez le montage à ma place. Maintenant si vous voulez tout savoir, c'est pour assurer un tirage minimum sur une alimentation de PC et stabiliser la tension délivrée. Par exemple si je ne tire que 1W sur mon alimentation de 300W, mes valeurs de tension vont un peu trop fluctuer (et en fait, elle ne s'allume même pas pour le coup).

Bref, ici, vu comment ça semble compliqué et/ou dangereux, je me demande si je ne vais pas plutôt placer un moteur et/ou allumer des lampes (quitte à dissiper en perte, autant que je transforme l'énergie en autre chose). Cependant, j'ai vraiment envie de savoir comment ça marche pour dissiper la chaleur et vérifier jusqu'au bout la proposition initiale avec la résistance de puissance (j'essaye d'apprendre, la finalité n'importe pas tellement dans l'histoire sinon j’achèterai dans le commerce au lieu de fabriquer moi-même vu le temps que j'y passe).

De toute manière va se poser la question de dissiper la chaleur pour d'autres aspects du montage donc j'essaye de comprendre comment faire ça bien, ça me servira toujours.

Gilles57:
Vous n'avez qu'a tester la condition avec un seuil haut et un seuil bas, le seuil haut et les seuil bas, étant l’hystérésis, il permet d’affiner le réglage.

Merci, j'avais utilisé ça pour maintenir une température. Ici j'ai surtout peur de sous dimensionner le système pour refroidir. Or s'il est sous dimensionné, il tournera à pleine balle mais sera insuffisant, d'où l'idée de d'abord calculer le système idéal et voir après si j'ai besoin d'un régulateur.

[kamill]

Si c'est pour charger une alim et dissiper de la puissance en continu, il ne faut pas hésiter à choisir une résistance largement dimensionnée au niveau puissance.
Il existe des résistances de puissance avec radiateur intégré du genre de celle ci

[68tjs]

Cependant, j'ai vraiment envie de savoir comment ça marche pour dissiper la chaleur et vérifier jusqu'au bout la proposition initiale avec la résistance de puissance

Pour les calculs de thermique tu peux lire mon tuto sur les transistors.
https://forum.arduino.cc/index.php?topic=100727.0

La limite de fonctionnement des composants à base de silicium est 180°C, au delà le silicium fond.
Le calcul est simple pour un transistor placé dans un boîtier, il l'est beaucoup moins pour un circuit intégré.

Pour beaucoup de composant le fabriquant défini une température de boîtier à ne pas dépasser.
Un micro comme ceux qui équipe les cartes arduino est garanti comme conservant toutes ses capacités de -40°C jusqu'à +85 °C boîtier
--> oublie l’ânerie qu'à 50°C plus rien ne fonctionne.

Quand le montage est enfermé dans un boîtier métallique si cela chauffe trop on équipe le boîtier d'un radiateur, généralement en aluminium.
La surface du radiateur influe sur la résistance thermique du radiateur (résistance thermique --> voir le tuto sur les transistors).

Je pense que le modèle de résistance que tu possède n'est pas adapté : il existe des résistances déjà équipées de radiateur.
edit : pris de vitesse par Kamill pour la photo.

Influence de la chaleur sur la valeur d'une résistance :
Deux cas à prendre en compte :

• Destruction de la résistance : on peut y aller c'est du costaud.
• Précision de la résistance :
  La valeur de la résistance va dériver avec la température, donc avec la puissance dissipée dans la résistance.
  C'est pour cela que l'on trouve facilement des résistances 125 mW à 1%, voire 0,5%, mais que les résistances de puissance sont généralement à 10% ou 20 % dans toute la gamme de puissance.

Si ça chauffe ça bouge mais c'est inévitable.

[mistral]

Bon, je suis tombé sur un article excellent de sonelec (comme toujours d'ailleurs, je devrais commencer mes recherches par là maintenant :/).
https://www.sonelec-musique.com/electronique_bases_radiateur_calcul.html

Du coup, j'ai mes réponses même si j'ai encore un peu de mal à les assimiler.

-> Le radiateur ne s'exprime pas en fonction de sa surface mais en °C/W (ça dépend plus des matériaux que de la surface). Du coup, si j'ai pas l'info dans la datasheet du radiateur, je suis bon pour faire un test et voir à quelle température ça se stabilise (c'est expliqué sur le site). Un peu galère car c'est de la récup' mais je pense trouver l'info en regardant les infos techniques de composants similaires.

-> Pour mesurer la température, il faut toucher le composant avec un thermomètre "à point de contact". A voir, peut-être une bonne idée d'en avoir car au touché jusqu'à 60°C, c'est un peu juste (60°C, c'est pas si énorme).

-> La règle de calcule pour la chaleur à dissiper, c'est (Tmax - Tambiante) / Watt. Soit ici si je prends 35°C de température ambiante, 50°C, mon maximum, et 10W à dissiper, je trouve qu'il me faudrait un radiateur "1,5 °C/W". Bon, tout en sachant que mes données Tmin et Tmax sont ici un peu fantaisistes, faudra que je reprenne les calcules pour tenir compte des autres facteurs, du fait que ce sera dans une boite, qu'il y aura d'autres composants et que la température max est probablement supérieur (à vérifier surtout par rapport au bois mais j'ai entendu qu'à 70°C ambiant, l'arduino aussi a un peu de mal à dissiper).

Bon du coup merci à tous. Restera à voir la question de mon ventillo et si je fais le montage comme ça au final ou si je remplace la résistance de puissance par un consommateur qui ne va pas tout transformer en chaleur. (ou comme le suggère kamill, une résistance de puissance avec ventillo... je ne savais pas que ça existait !).

Si vous avez d'autres conseils à ajouter, je prends toujours =)

PS: Cool pour le tuto. Lu la partie sur la température. Je prendrai plus de temps par la suite sur les MOS car c'est intéressant aussi !

[hazerty565]

une resistance avec ventilo existe pas, mais tu peux faire quelque chose de maison...

[hazerty565]

il y a les resistance jaune de puissance

au pire tu as des résistances bobinée en Tube céramique

[Gilles57]

Bonjour
Je pensais à votre montage, et je me suis demandé si vous ne pourriez pas y intégrer un Module à effet Peltier pour reproduire de l'énergie avec votre chaleur.

Ou au contraire refroidir votre montage avec un Module à effet Peltier , il fonctionne dans les deux sens.

[68tjs]

Qu'est-ce qui peut faire dire que la résistance est là pour chauffer ?
Si elle chauffe c'est peut-être tout simplement la conséquence d'une autre action !

Il faudrait revoir le fonctionnement d'un Peltier car si une face fait du froid l'autre chauffe obligatoirement et la différence de température entre les deux faces ne peut pas dépasser un seuil.
Qu'est ce qu'on fait avec la face chaude pour la refroidir ?