抵抗発熱体に電流を流した時の発熱温度

質問

大気中で抵抗発熱体（例えばニクロム線など）に電流を流すと、電流量に応じて発熱すると思いますが、その際の発熱温度の計算方法を教えてください。

発熱温度を計算するには、流す電流量、発熱体の抵抗値、比熱、表面積、熱抵抗率、大気中の温度といった様々な要素がからんでいると推測していますが、理論的な計算式が分かりません。

計算に必要な物性値なども含めてご教授ください。

回答No.2

foomufoomu · ベストアンサー

発熱量を求めるのは、消費した電力[W]に等しいので、簡単ですが、
線表面の温度となると、どれだけの速度で空気に熱が伝わるか＝熱伝達率　が必要です。（熱伝導率ではないので注意）

これは、正確に求めるのは不可能（おもに気温と風速と発熱体の形状できまる）ですが、概略の数値は、それなりの資料を調べれば分かるのではないでしょうか。（インターネットには、ないと思う）

これより、放熱量は
Q ＝ ｈｍ ・ S ・ ΔT

Q：放熱量[W]
hm:熱伝達率[W/m2・K]
S：表面積[m2]
ΔT：空気との温度差[K]

それと、放射による放熱量の計算式
http://homepage2.nifty.com/eman/statistic/stefan.html

でもとめたQの合計が、消費電力とつりあうときの、発熱体の温度が、もとめる温度です。

お礼

ご回答ありがとうございます。
概略計算をやってみます。

単純な式にみえますが、ネットにはのってないんですね。
何か理由があるのでしょうか？

回答No.1

tadys

簡単な式で表す事は出来ません。
あなたが上げた要素以外にも色々あります。
例えば放射の影響、大気の流れの影響など。
それらの要素は場所ごとに異なるので、それぞれの場所ごとに別々の計算を行う必要が有ります。
有る場所の変化は他の場所へ影響を与えます。
これらの式は基本的に微分形式になります。
その為、手で計算する事は極めて困難で、コンピュータを使用したシミュレーションが採用されています。
[熱シミュレーション]で検索してください。
例えば、
http://www.furukawa.co.jp/jiho/fj115/fj115_13.pdf

お礼

やはり手計算では難しいんですね。
シミュレーションソフトで一度トライしてみます。
ありがとうございました。