Elektr. und therm. Leitfaehigkeit berechnen
Peter Reiter
Ich wollte mir gerade die unterschiedlichen Lote (Lötzinn)
hinsichtlich thermischer und elektrischer Leitfähigkeit unter die Lupe
nehmen. Nachdem ich von unseren Lieferanten keine brauchbare Info
erhalten und im Internet bisher darüber nichts gefunden habe, hier
meine Fragen mit der Bitte um Hilfe:
Kann man die elektrische und thermische Leitfähigkeit berechnen?
Wenn ja, wie bitte?
Herzliche Grüße
Peter
Patrick Kibies
> Hallo in die Runde!
Hallo Peter,
> Ich wollte mir gerade die unterschiedlichen Lote (Lötzinn)
> hinsichtlich thermischer und elektrischer Leitfähigkeit unter die Lupe
> nehmen. Nachdem ich von unseren Lieferanten keine brauchbare Info
> erhalten und im Internet bisher darüber nichts gefunden habe, hier
> meine Fragen mit der Bitte um Hilfe:
> Kann man die elektrische und thermische Leitfähigkeit berechnen?
Hm. Normalerweise sollte sowas tabelliert sein. Eine Berechnungsgrundlage
fällt mir gerade nicht ein, messen sollte man sowas aber können.
Für die Wärmeleitfähikeit hätte ich die Idee einen Zylinder zu gießen, ein
Loch in diesen zu bohren, einen Heizwiderstand und einen Berührpunkt eines
Thermoelements darin zu versenken, die ganze Anordung kommt dann in ein Eis-
Wasser-Gemisch, wie auch der andere Berührpunkt der Thermoelements. Dann
kannst du aus Strom und Spannung am Widerstand spielend die Heizleistung
berechnen, weiterhin kennst du die Dicke des Materials, kommst also mittels
des Fick'schen Gesetzes zur Wärmeleitfähigkeitskonstanten deines Materials.
Zur elektrischen Leitfähigkeit des Lotes fällt mir gerade nicht allzuviel
ein. Du könntest den Leitwert eines 100m-Stückes des Lötdrahts bestimmen
(Wheatstone'sche Brücke) und mit Hilfe der Querschnittsfläche
(Flussmittelfüllung berücksichtigen!) wieder auf die Leitfähigkeit
schließen.
> Wenn ja, wie bitte?
Zur Berechnung: keine Akute Idee, allenfalls einfach die Werte der
Hauptkomponente verwenden.
Wieso kommt es überhaupt so genau auf diese Werte an? Im Hobbybereich sind
sie eher uninteressant, und spätestens Industriekunden sollten entsprechend
genaue Datenblätter über die Legierung bekommen.
Gruß
Patrick
Roland Damm
Patrick Kibies wrote:
>> Kann man die elektrische und thermische Leitfähigkeit berechnen?
>
> Hm. Normalerweise sollte sowas tabelliert sein. Eine Berechnungsgrundlage
> fällt mir gerade nicht ein, messen sollte man sowas aber können.
Dürfte die beste Methode sein.
> Zur Berechnung: keine Akute Idee, allenfalls einfach die Werte der
> Hauptkomponente verwenden.
Zumindest das dürfte drastisch in die Hose gehen. Schau mal Kupfer für Kabel
an, da wird auch genau drauf geachtet, dass die Reinheit an die 99,999%
geht. Wenn für die Leitfähigkeit nur das Kupfer zählt, dürften
Verunreinigungen von 1% ja kein Problem sein.
Nee, verschiedene Metalle zusammen bilden Mischkristalle, die die Arte der
Kristalle ist gerade entscheidend für Strom- und Wärmeleitung.
CU Rollo
Dieter Wiedmann
> Nachdem ich von unseren Lieferanten keine brauchbare Info
> erhalten und im Internet bisher dar�ber nichts gefunden habe,
Schau mal bei Balver, zumindest die eletrische Leitf�higkeit diverser
Elektroniklote wirst du bei denen finden.
Gru� Dieter
gUnther nanon�m
"Peter Reiter" <per...@yahoo.de> schrieb im Newsbeitrag
news:34ca74b3-06ac-456d...@j19g2000yqk.googlegroups.com...
>Ich wollte mir gerade die unterschiedlichen Lote (L�tzinn)
>hinsichtlich thermischer und elektrischer Leitf�higkeit unter die Lupe
>nehmen. Nachdem ich von unseren Lieferanten keine brauchbare Info
>meine Fragen mit der Bitte um Hilfe:
>
>Wenn ja, wie bitte?
Hi,
nun, "schwer". Ich erinnere da extrem matheintensive Seminare...wimre gings
aber nur um Elemente, keine komplizierten Legierungen, bei denen das ganze
dann wieder von der Temperatur und sogar dem Innendruck abh�ngt. Deine
lokale Uni d�rfte Dir da weiterhelfen k�nnen, Werkstoffkunde...hat sich denn
der Ralph noch nicht gemeldet?
--
mfg,
gUnther
Peter Reiter
> sie eher uninteressant, und spätestens Industriekunden sollten entsprechend
> genaue Datenblätter über die Legierung bekommen.
Nun, ich/wir sind Industriekunden und bekommen die Infos auch nicht
daher.
Man kann sich gar nicht vorstellen mit welchen technischen Daten wir
uns täglich herumärgern müssen.
Die Messerei wollte ich mir ersparen, denn es geht mir um ein bisschen
_herumprobieren_.
Grundsätzlich ging es mir um Kontrolluntersuchungen, damit mir auch in
der Freizeit nicht langweilig wird,
denn in der _normalen_ Arbeitszeit habe ich dafür keine Zeit.
Vielen Dank für die Wortmeldungen/Informationen.
Herzliche Grüße
Peter
Michael Dahms
>
> Kann man die elektrische und thermische Leitf�higkeit berechnen?
> Wenn ja, wie bitte?
Wenn man theoretische Festk�rperphysik beherrscht, hat man Chancen.
Du k�nntest nebenan in dsp fragen.
Michael Dahms
Michael Dahms
> Schau mal Kupfer für Kabel
> an, da wird auch genau drauf geachtet, dass die Reinheit an die 99,999%
> geht.
99.95% ist der Mindestwert.
Michael Dahms
Michael Dahms
> Nun, ich/wir sind Industriekunden und bekommen die Infos auch nicht
> daher.
> Man kann sich gar nicht vorstellen mit welchen technischen Daten wir
> uns t�glich herum�rgern m�ssen.
>
> Die Messerei wollte ich mir ersparen, denn es geht mir um ein bisschen
> _herumprobieren_.
Messen ist bestimmt billiger als rechnen lassen.
Michael Dahms
Dirk Geiger
Wenn Rechnen f�r praktische Erw�gungen �berhaupt in Frage kommt: zum
Rechnen m�sste man doch zumindest wissen, mit was man es �berhaupt zu
tun hat - nicht nur bezogen auf die stoffliche Zusammensetzung,
sondern auch auf die Kristallstruktur und -verteilung - ein gegossener
Messblock kann andere Werte als eine kleine L�tstelle haben. Es ist
auch nicht gesagt, dass diese Werte �ber die Zeit konstant bleiben -
belastete Vielstofflegierungen d�rften da recht b�se sein und ich
w�rde einfach entsprechend �berdimensionieren.
Grusz,
Dirk
Frank Feger
> Für die Wärmeleitfähikeit hätte ich die Idee einen Zylinder zu gießen, ein
> Loch in diesen zu bohren, einen Heizwiderstand und einen Berührpunkt eines
> Thermoelements darin zu versenken, die ganze Anordung kommt dann in ein Eis-
> Wasser-Gemisch, wie auch der andere Berührpunkt der Thermoelements. Dann
> kannst du aus Strom und Spannung am Widerstand spielend die Heizleistung
> berechnen, weiterhin kennst du die Dicke des Materials, kommst also mittels
> des Fick'schen Gesetzes zur Wärmeleitfähigkeitskonstanten deines Materials.
Nicht Fick, sondern Fourier.
> Zur elektrischen Leitfähigkeit des Lotes fällt mir gerade nicht allzuviel
> ein. Du könntest den Leitwert eines 100m-Stückes des Lötdrahts bestimmen
> (Wheatstone'sche Brücke) und mit Hilfe der Querschnittsfläche
> (Flussmittelfüllung berücksichtigen!) wieder auf die Leitfähigkeit
> schließen.
Alternativ kann man auch die Wärmeleitfähigkeit messen und das Problem
an Wiedemann-Franz abgeben. Klappt zwar nur für das Metall, aber die
Wärmeleitfähigkeit des Flußmittels dürfte sowieso deutlich geringer
sein.
Warum eigentlich Wheatstone'sche Brücke?
Grüße,
F^2
--
http://astro1.physik.uni-siegen.de/users/frank/index.html
Patrick Kibies
> Patrick Kibies schrieb:
>
>> Für die Wärmeleitfähikeit hätte ich die Idee einen Zylinder zu gießen,
>> ein Loch in diesen zu bohren, einen Heizwiderstand und einen Berührpunkt
>> eines Thermoelements darin zu versenken, die ganze Anordung kommt dann in
>> ein Eis- Wasser-Gemisch, wie auch der andere Berührpunkt der
>> Thermoelements. Dann kannst du aus Strom und Spannung am Widerstand
>> spielend die Heizleistung berechnen, weiterhin kennst du die Dicke des
>> Materials, kommst also mittels des Fick'schen Gesetzes zur
>> Wärmeleitfähigkeitskonstanten deines Materials.
Vereinfachen wir doch nochmal und versenken anstelle des Thermoelements und
dem Widerstand doch gleich einen PTC und heizen über eine Messbrücke ein.
(Prinzip siehe Link unten).
> Nicht Fick, sondern Fourier.
Hmhmhm. Fourier ist eine Vereinfachung.
Fick sagt (für Wärmeleitung umgeschrieben):
J = dQ/dt = kappa A (dT/dx)
mit J = Wärmestrom, Q Wärmemenge, t Zeit, kappa Wärmeleitungskoeffizient, A
Querschnittsfläche, T Temperatur und x Position zwischen warmer und kalter
Seite. Damit ist Der Wärmestrom über das Material, dessen Querschnittsfläche
und den Temperaturgradienten definiert.
Bei Fourier geht das Theater schon los, hier sind plötzlich plane,
parallele Flächen gefordert...
>
>> Zur elektrischen Leitfähigkeit des Lotes fällt mir gerade nicht allzuviel
>> ein. Du könntest den Leitwert eines 100m-Stückes des Lötdrahts bestimmen
>> (Wheatstone'sche Brücke) und mit Hilfe der Querschnittsfläche
>> (Flussmittelfüllung berücksichtigen!) wieder auf die Leitfähigkeit
>> schließen.
>
> Alternativ kann man auch die Wärmeleitfähigkeit messen und das Problem
> an Wiedemann-Franz abgeben.
Hmmm. Dann doch lieber die elektrische Größe messen. Halte ich für
einfacher...
> Klappt zwar nur für das Metall, aber die
> Wärmeleitfähigkeit des Flußmittels dürfte sowieso deutlich geringer
> sein.
Zumal für eine Lötstelle irrelevant, da das Flussmitel dort nicht mehr
präsent sein sollte...
>
> Warum eigentlich Wheatstone'sche Brücke?
Es sollen recht kleine Widerstände recht genau gemessen werden. Wheatstone
drängt sich quasi auf.
Nullabgleich erfordert keine allzugenauen Messinstrumente!
Btw.: Man kann man Wheatstone'schen Brücken sogar Wärmeleitfähigkeiten
messen BTDTGT (Been There, Done That: Got Testat (aber mangels dichter App.
lausige Werte (+- 10% etwa...)):
<http://www.pcii.chemie.uni-
dortmund.de/downloads/praktikum/A13Waermeleitfaehigkeit.pdf>
Patrick
Frank Feger
> Hmhmhm. Fourier ist eine Vereinfachung.
>
> Fick sagt (für Wärmeleitung umgeschrieben):
>
> J = dQ/dt = kappa A (dT/dx)
Das kenne ich als Fourier. Fick ist für die Diffusion da.
>>> Zur elektrischen Leitfähigkeit des Lotes fällt mir gerade nicht allzuviel
>>> ein. Du könntest den Leitwert eines 100m-Stückes des Lötdrahts bestimmen
>>> (Wheatstone'sche Brücke) und mit Hilfe der Querschnittsfläche
>>> (Flussmittelfüllung berücksichtigen!) wieder auf die Leitfähigkeit
>>> schließen.
>> Alternativ kann man auch die Wärmeleitfähigkeit messen und das Problem
>> an Wiedemann-Franz abgeben.
>
> Hmmm. Dann doch lieber die elektrische Größe messen. Halte ich für
> einfacher...
Geht auch, aber wenn man das nicht will, nimmt man halt das andere.
>> Warum eigentlich Wheatstone'sche Brücke?
>
> Es sollen recht kleine Widerstände recht genau gemessen werden. Wheatstone
> drängt sich quasi auf.
> Nullabgleich erfordert keine allzugenauen Messinstrumente!
ACK
Grüße,
F^2
Patrick Kibies
> Patrick Kibies schrieb:
>
>> Hmhmhm. Fourier ist eine Vereinfachung.
>>
>> Fick sagt (für Wärmeleitung umgeschrieben):
>>
>> J = dQ/dt = kappa A (dT/dx)
>
> Das kenne ich als Fourier. Fick ist für die Diffusion da.
Ich lernte vor nicht allzulanger Zeit: Fick ist /eigentlich/ für die
Diffusion kann aber auch für die Wärmeleitung und für Viskosität modifiziert
verwendet werden. Mein PC-Prof. nannte die Ergebnisse dann halt "Fick'sches
Gesetz für die Wärmeleitung".
Grüße
Patrick, der dir vor etwa 1,5h eine schöne blaue Wolke im Kreis OE lies...
Frank Feger
> Ich lernte vor nicht allzulanger Zeit: Fick ist /eigentlich/ für die
> Diffusion kann aber auch für die Wärmeleitung und für Viskosität modifiziert
> verwendet werden.
Die Gesetze für diese drei Phänomene und auch den elektrischen
Widerstand sind _sehr_ ähnlich, haben aber eben andere Namen.
> Patrick, der dir vor etwa 1,5h eine schöne blaue Wolke im Kreis OE lies...
Nachgedunkelt, ist nun ortstypisch schwarzgrau.
Grüße,
F^2