抵抗を並列接続し発熱を抑えたいのですが

質問

電気回路について質問です。

12Vの電源に接続し、2.4A流す必要がある回路があります。
単純に5Ωの抵抗を1つ接続すればよいのでしょうが、実際は抵抗が発熱し、非常に危険な状態になってしまいます。
そこで、金属皮膜抵抗やセメント抵抗を並列に接続し、発熱を抑えようとしているのですが、大体どれくらいの電力まで許容されるものなのでしょうか？
例えば120Ω 5Wの抵抗を24個並列にすれば5Ωが得られます。
この場合各抵抗は1.2Wの電力を消費することになりますが、これくらいであれば安全と言っていいのでしょうか？
定格電力の高いセメント抵抗を使えば発熱しないものなのでしょうか？

ご教授よろしくお願いします。

回答No.1

86tarou · ベストアンサー

抵抗値とそれに掛かる電圧が同じなら、基本的に発熱量は同じです。回路をどのように工夫しても、抵抗で熱に変換される限りは28.8Ｗ分の熱が出るわけです（熱以外に変換される素子なら話は別ですが…）。

例えば120Ω 5Wの抵抗を24個並列にすれば5Ωが得られます。この場合各抵抗は1.2Wの電力を消費することになりますが、これくらいであれば安全と言っていいのでしょうか？＞
定格電力はそこまで消費しても良いという基準ですが、これは周囲温度が低い（大抵は70℃以下）場合の値です。発熱により温度が上がれば、その分電力を低減する必要があるわけです。特に強制的に放熱させないなら、定格電力の１／２～１／３程度で使えば大抵は問題無いと思います（経験上）。この場合も抵抗全体から出る熱に変わりはなく、周囲温度が高かったり抵抗を近接して配置すれば定格を超える恐れもあるので注意してください。

抵抗のデータシートには、↓のように負荷軽減曲線というグラフが載ってるので、これ以下になるように使用すれば良いです。
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/AOA0000/AOA0000CJ22.pdf
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/AOA0000/AOA0000CJ22.pdf

お礼

回答ありがとうございます。
抵抗１つの場合はどうしても触れないくらい熱くなってしまうので、並列にして各抵抗自体はなんとか触れる温度にしたい、と思い質問させていただきました。
24個並列に繋げば大丈夫でしょうか？

回答No.7

yamame17gou

要は「2.4A通電テスト」
負荷は白熱球、ヒーター等、身近な物で2.4Aになる様にすればOK。

お礼

回答ありがとうございます。
何か手近なものがありましたら使用も検討してみます。

回答No.6

86tarou

No.1です。

抵抗１つの場合はどうしても触れないくらい熱くなってしまうので、並列にして各抵抗自体はなんとか触れる温度にしたい、と思い質問させていただきました。24個並列に繋げば大丈夫でしょうか？＞
1.2Ｗなので、密閉したり隣接して並べなければ、定格的には特に問題は無いでしょう。触れるかどうかは抵抗の表面積等にもよるので、一概には言えませんが、触っても火傷することはないと思います。
こういうのは、実際にやってみるのが一番かと…。

お礼

回答ありがとうございます。
＞こういうのは、実際にやってみるのが一番かと…。
手持ちの抵抗のいくつかに12Vをかけて実験してみます。

回答No.5

soramist

12Vx2.4A=28.8W

これを３個並列・・・
http://page5.auctions.yahoo.co.jp/jp/auction/e88123950

　15Ω/3=5Ω
　20Wx3=60W＞28.8 →OK
　注意　取り付けの際は、各抵抗器を密着させないよう、
　　　　また周囲の空気の流通が十分にとれるよう配慮すること。

>大体どれくらいの電力まで許容されるものなのでしょうか？

一般的には、W数の1/2～1/4程度で使う。
”許容”と聞かれるなら、ANo.1さんが貼られた資料の「負荷軽減曲線」に
従って判定する。

>定格電力の高いセメント抵抗を使えば発熱しないものなのでしょうか？

「発熱量」は「消費電力」に比例する。
「抵抗器の定格電力」と「発熱量」は無関係。
ただし、「表面温度」に関して言えば、定格電力の大きい抵抗器は表面積も広いので、（同じ消費電力であれば）放熱が大きくなり表面温度は低くなる。
（くどいようですが、「定格電力」が大きくなるから温度が低くなるのではなくて、単に形状（表面積大→放熱量大→低温）の問題であることにご注意ください）

[補足要求]
表面温度を何℃にしたいのですか？

お礼

回答ありがとうございます。

＞「定格電力」が大きくなるから温度が低くなるのではなくて、単に形状（表面積大→放熱量大→低温）の問題であることにご注意ください）

根本的なことを失念しておりました。
言われてみれば素子を変えても消費電力が変わるわけではないですよね。
なるべく通風性が確保できるように頑張ってみます。

補足

触ったときに火傷しない、ですので高くても４０～５０度が限界ではないかと考えております。

回答No.4

burahuman

12V2.4Aですから28.8W
これを24個に分ければ一個当たり1.2W

発熱量と表面温度はイコールでは有りませんので表面積が大きく通風が良ければ5Wの抵抗で何の問題もありません。

言うまでも有りませんがこの場合消費電力∝発熱量なので発生熱量その物を押さえる事は原理的にできませんが表面温度は工夫次第でどうにでもなります。

お礼

回答ありがとうございます。
実装面積は大きくなりそうですが、隙間を空けるなどすればなんとかなりそうですね。

回答No.3

yamame17gou

何のテストでしょうか？

補足

ある回路の動作確認を行いたいのですが、実負荷の入手が困難なため相当負荷を抵抗で実現しようと考えております。
実験途中に抵抗自体が焼損して結果の妨げにならないか、うっかり触れて火傷してしまわないか、など心配になりましたので今回質問させていただきました。

回答No.2

tadys

12V、24Aといえばほぼ300Wです。これぐらいになると小型の電気ストーブほどの熱を発生します。
この熱をどうにかしてやら無いと抵抗器が駄目になるか火事になります。

大電力の抵抗器をつかい、かつ放熱を考えなくてはいけません。
空冷または水冷にしないとだめでしょう。
温度上昇を60℃以下に抑えるのであれば熱抵抗が0.2℃／W以下の放熱器が必要になります。

大電力の抵抗器はここから
http://www.indexpro.co.jp/search/search-ctg.asp?dcode=110031
放熱器はここらあたりから
http://www.lsi-cooler.co.jp/
ここら辺で適当なものを探してください。

お礼

回答ありがとうございます。
今回の回路は24Aでなく2.4Aになりますが、後学のために参考にさせていただきます。