电阻的功率是什么
2024-04-26
功率是指一个物体在单位时间内做功多少，是一个用来描述所做功的快慢的物理量，用字母P表示。
P=W/t
电阻器作为电路中的纯耗能元件，将电能转化为热能，热能被电阻器吸收，最终耗散到环境中。电阻值固定的电阻器，其实际工作功率取决于两端的电压或电流：
P=UI=U2/R=I2R
作为一种物理物质，电阻器可以承受有限的热量；超过其极限，电阻将发生重大变化，甚至开路。
电阻器的额定功率：指电阻器在正常气候条件下（如大气压力、环境温度等）能够耗散或承受的最大功率，并且能够长时间连续安全工作。一般情况下，我们将70℃的无静电空气作为额定功率的最高工作温度点，电阻器的额定功率记录为P70。在实际使用电阻器时，需要留出一定的功率裕度，建议使用额定功率的一半。
我们注意到，电阻器的额定功率是基于确定的环境条件和长期连续安全运行。在这个过程中，电阻有两种类型的变化：加热和冷却。最终，电阻将达到热平衡，并在其电阻体上建立恒定的表面温度。表面温度高于环境温度，并且在电阻器的可接受范围内（即电阻波动在允许范围内）。额定功率是一个时间单位内的热临界值；如果超过额定功率，在热平衡过程中，电阻器本体上的表面温度将超过电阻器的可接受范围。
如果我们可以影响电阻器的加热和冷却能力，我们可以改变电阻器的额定功率。电阻器的额定功率取决于电阻器的几何尺寸、电阻器材料的允许温度、衬底的热导率、环境条件等。电阻尺寸越大，电阻材料的耐受性越强，衬底的导热率越高，环境温度或气流的存在越低，电阻的功率就越大。此外，可以通过安装散热器来提高电阻器的散热能力。当环境温度超过70℃的额定最高工作温度点时，散热空间被压缩，电阻也必须减少其热量产生，即降低其额定值。当环境温度接近电阻器的允许温度时，如果此时再次通电，来自电阻器的热量将无法正常消散，这可能导致电阻器烧坏。因此，当电阻器长时间连续工作时，有必要参考功耗曲线。
在短时间内，电阻器的温度可以高于其允许温度；为了测试其耐受性，我们通常施加2-10倍的功率，持续5秒，这是一种短期过载测试，用于测试电阻器的过载能力。
除了额定功率外，电阻器在使用过程中可能会遇到单个脉冲或周期性脉冲。为了更好地描述这一过程，我们引入了电阻器的“最大脉冲功率”概念。
电阻器的最大脉冲功率：电阻器在工作过程中所能承受的最大瞬时电压，表示为Ppulse；一般来说，Ppulse比P70大得多。
在许多情况下，通过电阻器的瞬时电压非常高，但持续时间非常短，即电阻器产生的热量非常小。对于单个脉冲，加热时间很短，但散热时间是无限的，即单个脉冲的平均功率很小，但峰值功率很大。此时微小的热量具有足够的热能密度来破坏电阻，导致电阻值急剧变化。例如，用筷子和针头刺穿一块布，在相同的力F下，针头可以很容易地刺穿布，但筷子不能。这是因为针头面积小，而筷子面积大。针头可以产生足够的压力来刺破布料，但筷子不能。
