Hoogvermogenweerstand op 230VAC

Ik dacht met één of meerdere hoogvermogenweerstanden een warmtebron te maken. Als ik dit test met één weerstand hoor ik na 10 à 20 seconden dat de weerstand moeite krijgt en ik vermoed dat deze op het punt stond om door te branden/ploffen.

Concreet:
230VAC aan 1k weerstand van max. 100W (specificaties onderaan)

P = √(2) * U * I = √(2) * U² / R = 74,589W

Als ik de temperatuur op moment van uitschakelen meet, zit deze op ±90°C (afstands temp. meter)

Iemand een idee waarom dit fout loopt?
- Is dit een verkeerd soort weerstand?
- Heb ik een berekeningsfout gemaakt?

Technische specificaties (https://www.conrad.be/p/nikkohm-rnp-50sc1k00fz03-vermogensweerstand-1-…)
Bouwwijze: Radiaal bedraad
Bouwvorm: TO-247
Weerstand: 1 kΩ
Belastbaarheid: 100 W
Tolerantie: ±1 %
Temperatuur coëfficiënt: 50 ppm
Max. temperatuur: +175 °C
Min. temperatuur: -55 °C
Kritieke spanning: 2500 V
Conform RoHS: Ja
Type: RNP-50SC1K00FZ03
Soortnaam: Vermogensweerstand

big_fat_mama

Zie Paulinha_B

Waar komt die √(2) vandaan?

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
RAAF12

Golden Member

Als warmtebron kan je ook een gloeilamp, broodroosterelement ect gebruiken. Waar wordt het voor gebruikt? Dat is sowieso handig om te vermelden. Dat gat in de weerstand is er niet voor niets, dat is om hem op een koelplaat te bevestigen. 100Watt passief dissiperen gaat niet op zo'n klein oppervlakte van de weerstand.

Arco

Special Member

Hoe hoor jij dat 'de weerstand moeite krijgt'?
Heb je wel een voldoende groot koellichaam gebruikt?

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
maartenbakker

Golden Member

Ik kom op 53W uit, want die wortel hoort daar niet. De belangrijkste vraag is echter hoe je de warmte afvoert. TO247 is niet echt een grote behuizing.

Opzich wijst 90 graden erop dat de warmte-afvoer goed genoeg is, maar dan is de vraag ook weer of de meting betrouwbaar is. Als je er een druppeltje water op laat vallen, gaat dat dan koken?

Het enige dat niet in de hier gegeven specs staat, is een eventuele SOA. Daar moet je ook op testen :+ Ik zoek even.

EDIT: Als hij 25 graden is mag hij 100W verstoken. Als je 53W verstookt mag je niet hoger dan ongeveer 80 graden komen. Het zou dus best kunnen dat hij bij 90 graden al niet zo blij meer is.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op woensdag 8 april 2020 19:43:53 (17%)

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Op 8 april 2020 19:07:45 schreef big_fat_mama:
Waar komt die √(2) vandaan?

2 fase-spanning?

Op 8 april 2020 19:09:29 schreef RAAF12:
Als warmtebron kan je ook een gloeilamp, broodroosterelement ect gebruiken. Waar wordt het voor gebruikt? Dat is sowieso handig om te vermelden. Dat gat in de weerstand is er niet voor niets, dat is om hem op een koelplaat te bevestigen. 100Watt passief dissiperen gaat niet op zo'n klein oppervlakte van de weerstand.

Ik tracht een warmtebron te maken om (harde) wax een beetje te laten smelten, i.p.v. telkens een haardroger te moeten gebruiken. Omdat het wat kleiner moet zijn, maak ik gebruik van de weerstanden i.p.v. gloeilampen of iets dergelijks

Op al de andere vragen:
Neen, geen koellichaam gebruikt, aangezien mijn doel is om de warmte te gebruiken om de wax op te warmen.
Het lijkt me inderdaad een goed idee om een koellichaam te gebruiken en na te gaan of ik het zo in orde krijg

Arco

Special Member

Wat bedoel je met '2 fase spanning'??
Je hebt toch gewoon 1 fase (230V), of zit de weerstand tussen 2 fasen in?
Zonder koellichaam is het snel afgelopen met je weerstand als die 60W moet dissiperen. Boven 175 graden is het afgelopen...

Beter dan een soldeerboutelement nemen, die kan daar beter tegen.

[Bericht gewijzigd door Arco op woensdag 8 april 2020 19:34:46 (13%)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Anoniem

In free-air is je weerstand slechts 3W!
100W bij een flange temp van 25°C
Dus die hoort aan een serieuze koeling te zitten

rnp50s_e.pdf

[Bericht gewijzigd door Anoniem op woensdag 8 april 2020 19:41:48 (44%)

RAAF12

Golden Member

Op 8 april 2020 19:27:22 schreef Christopher:
Ik tracht een warmtebron te maken om (harde) wax een beetje te laten smelten, i.p.v. telkens een haardroger te moeten gebruiken.

Een stuk goedkoper is het om een klein lampje te gebruiken, bijv. een koelkastmodel op 230V. Of een klein halogeenlampje die zijn er ook in diverse soorten en maten. Misschien heb je nog oude draadgewonden TV weerstanden liggen op een keramische buis? Waxinelichtje eronder of de soldeerbout? Mijn manco is dat ik het van de zotte vind om voor die klus zo'n dure weerstand te gebruiken....

Arco

Special Member

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
maartenbakker

Golden Member

Op 8 april 2020 19:27:22 schreef Christopher:
[...]

Op al de andere vragen:
Neen, geen koellichaam gebruikt, aangezien mijn doel is om de warmte te gebruiken om de wax op te warmen.
Het lijkt me inderdaad een goed idee om een koellichaam te gebruiken en na te gaan of ik het zo in orde krijg

Never mind de SOA en derating die ik hierboven aangevuld heb. Hij mag maar 3W wegstoken zonder koeling! Ga je wel koelen, moet je alsnog deraten afhankelijk van de temperatuur.

Zie https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/156567/DBLECTRO/RNP50…

Hoe warm wil je die was hebben? Mogelijk zijn er beter geschikte weerstanden of andere handige truukjes (transistor, transistor + weerstand, 78xx spanningsregelaar als regelement, andere wilde ideeen).

P.S. 2-fasespanning komt in Nederland eigenlijk niet voor. Als hij tussen 2 fasen van een 3-fasennet zit, is de factor wortel(3) ten opzichte van de spanning tussen fase en nul.

Mogelijk is de verwarring ontstaan doordat de factor tussen de effectieve spanning en de topspanning van een enkelfasige voeding, wortel(2) is. Zolang je niet gelijk gaat richten heb je echter niet met de topspanning te maken. De effectieve spanning heet effectief omdat hij gelijk is aan de gelijkspanning waarbij een aangesloten weerstand of lamp, evenveel vermogen opstookt.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op woensdag 8 april 2020 20:04:13 (16%)

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."
big_fat_mama

Zie Paulinha_B

We weten natuurlijk niet hoeveel was er gesmolten dient te worden; als het om klompen van pakweg 5kg gaat dan zal zo'n waxinelichtje er wel even zoet mee zijn ;)

Alweer zijn er hier enkelen die liever een plan B aandragen dan de oorspronkelijke vraag te beantwoorden. Mijn tweede poging:

Iemand een idee waarom dit fout loopt?
- Is dit een verkeerd soort weerstand?
- Heb ik een berekeningsfout gemaakt?

* Het is geen verkeerd soort weerstand, maar ik denk dat hij verkeerd wordt toegepast. Mits een flink koellichaam eraan zal het wel lukken. Idealiter maak je een mechanische verbinding tussen de weerstand en het recipiënt waarin de was smelt, goed termisch geleidend. Bv. een strip niet te dun metaal, eindje alu-profiel, latje messing...

* ja er is een berekeningsfout, ook ik kom op "slechts" 52 watt maar die moeten nog altijd afgevoerd worden.

Als er dan toch over een plan B moet worden gedacht, waarom dan niet een afgedankte frituurpan? Dan heb je ineens vermogen zat. Een tinbad zou inderdaad ook kunnen, maar is misschien niet in iedere kringloopwinkel te vinden.

En voor alternatieve verwarmende elementen kunnen we bij Bram Blackdog terecht, wat heeft die al niet bedacht om zijn kristaloventjes te stoken :)

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
maartenbakker

Golden Member

Op 8 april 2020 19:53:10 schreef big_fat_mama:
Alweer zijn er hier enkelen die liever een plan B aandragen dan de oorspronkelijke vraag te beantwoorden. Mijn tweede poging:

Ik denk inderdaad dat het wel een klein beetje onderbouwing behoeft om een plan B aan te dragen, maar als je kijkt naar de eigenschappen van de weerstand (doet ongeschikt-achtig aan) is het ook weer niet zo gek dat veel mensen de controlestap (datablad opzoeken!) overslaan die ik wel nog even gezet heb en nu wacht op antwoord van de TS.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."
benleentje

Golden Member

2 fase-spanning?

Nee een 2Fase spanning is enkel als je van een 3 fase systeem 2 fasen gebruikt ipv alle 3. Maar in een 3 fase systeem werk je met √3.

Als je van wisselspanning een gelijkspanning maakt dan komt √2 om de hoek kijken. De topspanning van een wisselspanning is namelijk √2 x Ueff. Maar we zijn hier niet met gelijkspanning bezig maar met wisselspanning.

De relatie tussen wisselspanning en gelijkspanning is dat om de beurt aangesloten op een zuiver ohmse weerstand ze allebei exact evenveel vermogen verstoken in die weerstand en krijg je Ueff x Ieff = Udc x Idc = U x I
De berekening voor vermogen in een zuiver ohmse weerstand is daarmee voor wisselspanning als voor gelijkspanning exact hetzelfde en geld ook voor de wet van ohm.

Dus 230V 50Hz aangesloten op een weerstand van 1kΩ geeft een stroom van 230mA 50Hz en een vermogen van 52,6W.
En 230V DC aangesloten op een weerstand van 1kΩ geeft een stroom van 230mA DC en een vermogen van 52,6W.

Merk op dat vermogen in Watt het niet gaat om AC of DC maar dat het met Vermogen in Watt altijd het vermogen is dat overeenkomt met een zuiver ohmse weerstand

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
buckfast_beekeeper

Golden Member

Welke wax/was dient er gesmolten of zacht gemaakt. Bij de ene heb je 60°C nodig bij andere heel wat minder. 5kg wax ga je ook niet redden met de getoonde weerstand.

Een elstein lamp komt al dichter in de buurt van verwarmen.

Ik verwarm mijn was in een elektrische 'weck' ketel. Werkt perfect.

Van Lambiek wordt goede geuze gemaakt.

Pfiew, echt al jaren geleden dat ik nog echt op fora actief ben geweest, was even vergeten dat het er hectisch aan toe gaat. Ik ga proberen overal zowat op te antwoorden, en mezelf wat te verduidelijken.

Eerst het doel:

(I'm just a big bearded man)

De bedoeling is om snor/baardwax wat zachter te maken (aangezien ik een 'grote' snor omhoog probeer te houden heb ik dus stevige en harde was nodig). Nu doe ik dat met een haardroger, ik zou simpelweg een warmte-element in het stopcontact willen steken.
Ik heb echter geen ervaring met warmte genereren, ik probeer net in mijn circuits te voorkomen dat niks te warm wordt, dus heb maar simpel een gok gedaan.
Initieel zat ik dan toch juist met de berekening, want het was de bedoeling om aan 50W uit te komen (had toen een weerstand 1.1k van 50W). Maar aangezien deze uit elkaar zijn gespat bij het testen (blijkbaar door de warmte, niet het vermogen), begon ik aan mezelf te twijfelen en heb ik √2 er tegenaan gegooid...

Op 8 april 2020 19:37:43 schreef anoniem015:
In free-air is je weerstand slechts 3W!
100W bij een flange temp van 25°C
Dus die hoort aan een serieuze koeling te zitten
[bijlage]

Dus heatsink toevoegen (ik heb nog wel ergens een paar verschillende liggen)
Maar hoe weet ik welke afmetingen ik nodig heb, zonder trial-&-error? :P
Ik heb namelijk geen idee hoeveel warmte die weerstand zal dissiperen (heb al een aantal keer een soort calculator online gezocht, maar niet gevonden of fout gezocht)
Als ik op de derating grafiek kijk (ja, nu pas, had geen idee dat ik daar naar moest kijken) zie ik wel dat ik net op tijd ben gestopt, op 50% is ongeveer 100°C :D

Op 8 april 2020 19:50:04 schreef maartenbakker:
Hoe warm wil je die was hebben? Mogelijk zijn er beter geschikte weerstanden of andere handige truukjes (transistor, transistor + weerstand, 78xx spanningsregelaar als regelement, andere wilde ideeen).

Temperatuur weet ik niet, moet niet lopend zijn, dus echt natte vingerwerk. Gewoon op korte tijd smeuïg maken.
Als er verbetervoorstellen zijn t.o.v. de weerstanden die ik zou gebruiken, shoot!
Mijn kennis van elektronica circuits is redelijk beperkt. Eerder het maken van schakelingen gekoppeld met een microcontroller (lees: inp.=schakelaar/sensor/transistor/analoog; outp.=transistor als schakelaar) of eens een 555-timer of iets dergelijks.

RAAF12

Golden Member

Ik vrees dat de was gaat smelten en te vloeibaar wordt voor de toepassing als het blik van onderen verwarmd wordt. Misschien dat het oude idee door de grootste kou eraf te halen zodat de substantie iets smeuïger wordt door een föhn te gebruiken nog zo gek niet is.

Op 8 april 2020 21:22:45 schreef RAAF12:
Ik vrees dat de was gaat smelten en te vloeibaar wordt voor de toepassing als het blik van onderen verwarmd wordt. Misschien dat het oude idee door de de grootste kou eraf te halen zodat de substantie iets smeuïger wordt door een föhn te gebruiken nog zo gek niet is.
[bijlage]

Dat spat te veel, dan krijg ik ruzie met mn vrouw :9~

Eventueel kan ik wel proberen om langs boven warmte toe te voegen, maar geen goed idee hoe ik dat voor elkaar krijg zonder ventilator...

buckfast_beekeeper

Golden Member

Ideaal zou zijn dat je wax op een constante temperatuur wordt bewaard waardoor deze altijd 'smeerbaar' blijft. A la minute opwarmen gaat niet zo eenvoudig zijn. Langs onder verwarmen zorgt er voor dat het onderste bruikbaar is maar het bovenste nog niet. Wat is de ideale temperatuur? Ik zou ook niet op 230V gaan werken. Ik zou een lagere spanning kiezen. Met wax zeker een goede overtemperatuurbeveiliging inbouwen.

Een 100W 3Ω3 weerstand kan zonder koellichaam 50W hebben. Bij 12V krijg je dan 3,63A en 43W. Dit kan teveel zijn maar ook te weinig.

Langs boven verwarmen gaat het beste met infrarood zou ik denken.

Van Lambiek wordt goede geuze gemaakt.
Arco

Special Member

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Hensz

Golden Member

Op 8 april 2020 21:49:39 schreef buckfast_beekeeper:
Langs onder verwarmen zorgt er voor dat het onderste bruikbaar is maar het bovenste nog niet.

Dan zou je de deksel erop kunnen doen en het doosje omkeren en op de koelplaat met de weerstand zetten. Eerst ff testen zonder was hoe heet het ding wordt, 53W is al aardig wat vermogen.
Eenvoudig gloeilampje is natuurlijk veel makkelijker en ev. makkelijk te dimmen (snoerdimmer bijv.).

Don't Panic!
Arco

Special Member

Als je in serie met zo'n 50W IR lamp een diode zet met schakelaar erover, dan heb je al 2 standen... ;)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

https://s.s-bol.com/imgbase0/imagebase3/large/FC/4/3/5/1/9200000124401534.jpg

Niemand hier aan gedacht? Heb er hier nog één in de la liggen.

Veilige spanning, wordt niet te heet, goedkoop.

Zelfs in stijlvolle houten afwerking, wel iets duurder:
https://www.that-is-it.nl/product/usb-mok-verwarmer-hoge-kwaliteit-bur…

[Bericht gewijzigd door Mrtn1988 op woensdag 8 april 2020 22:16:57 (28%)

buckfast_beekeeper

Golden Member

Op 8 april 2020 22:01:08 schreef Hensz:
[...]
Dan zou je de deksel erop kunnen doen en het doosje omkeren en op de koelplaat met de weerstand zetten. Eerst ff testen zonder was hoe heet het ding wordt, 53W is al aardig wat vermogen.
Eenvoudig gloeilampje is natuurlijk veel makkelijker en ev. makkelijk te dimmen (snoerdimmer bijv.).

Dan krijg je na korte tijd een luchtlaag tussen deksel en wax. Dat komt de warmte overdracht zeker niet ten goede.

Met een 555 is de weerstand ook probleemloos te dimmen. Anders testen bij 9V of lager.

Van Lambiek wordt goede geuze gemaakt.
Arco

Special Member

Waarom moet toch alles tegenwoordig de USB bus misbruiken?... :)
Ik denk trouwens dat je met die 2.5W niet erg ver komt. En ook lastig: verwarming is van onderaf. (de hele boel smelt)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com