Equation energie thermique d'une résistance chauffante

[kizi25]

Bonjour

Je travaille actuellement sur un projet nécessitant de calculer l'énergie thermique émise par une résistance chauffante (pour l'oblitération de veine dans le corps humain)
La résistance est traversée par un courant I qui échauffe la matière (Inox 316) jusqu'à une température Tseuil.
A partir de cette température, une régulation électrique est mise en place pour conserver cette température seuil au cours du temps.
Je cherche à déterminer l'énergie thermique qu'émet la résistance en phase de chauffe (P = 100W) et en phase de refroidissement (P=0W).
Je trouve beaucoup de données et équations sur le net pour les corps qui reçoivent la chaleur ou à travers des parois isolantes mais pas pour le corps émetteur.
Vers quelle loi physique ou équation puis-je me diriger ?

Par avance merci !
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[Patrick_91]

Hello,

Pourtant il me semble plus simple de déterminer l'énergie Thermique émise que reçue.
Il suffit de connaitre la valeur de la résistance pour en déduire la puissance Thermique : P(W)=RI² ou l'Energie W(J)= RI²t(s)
Bien sur il faudra tenir compte de la variation de cette résistance en fonction de la température de celle ci, et remplacer R par
la fonction R(T°) correspondante ;
Une chose est certaine, une résistance transforme 100% de l'énergie électrique reçue en chaleur , c'est l'effet JOULE.

A plus

[kizi25]

Merci pour le retour Patrick_91

Oui tout à fait, dans le cas de P = 100W, les pertes par effet Joule sont facilement calculables en utilisant W(J)= RI²t(s) (avec mesure de U et I)
Or lorsque P = 0W c'est à dire U et I = 0V, je ne peux déterminer R(T) grâce à la mesure de U et I et la loi d'Ohm. Et vu que la résistance est encore chaude (en cours de refroidissement), elle émet encore une énergie thermique qui décroit au cours du refroidissement.

Mon inconnu est : comment déterminer la résistance en fonction de la température (sans utiliser les valeurs de U et I) ?
Peut-être une équation thermodynamique...

@+

[f6bes]

Bjr à toi ,
Lorsque la "resistance" ( disons une MASSE de matiére) n'est plus sous tension cela ne sert à rien de connaitre la résistance ohmique de
celle ci. Ce qui importe de conaitre ,c'est la déperdition des calories de la masse de matiére. Ca va dépendre de l'en vironnement et des températures d'ambiance.
Bonne soirée

[A voir en vidéo sur Futura]

[kizi25]

Ok, je vais regarder du coté des déperditions de calorie, il y a peut-être une piste à explorer.
Merci

[Patrick_91]

Bonjour tous,

Oui , je me disais aussi que ce n'était pas aussi simple , mais si je comprends bien , c'est l'inertie thermique qui vous intéresse, l'énergie (décroissante dans le temps) que la résistance continue a émettre à partir de l'instant "t" en faisant "P in = 0" .
A mon avis bien sur c'est fonction du matériau, de la forme (refroidissement d'ans l'air) .. mais en tout cas l'énergie totale doit être égale à l'énergie électrique fournie pendant la chauffe ,(à To vous faites P= 100 W) ce jusqu'à l'équilibre atteint (température maxi, à définir avec précision).
Maniaque de la mesure je ferai un relevé pendant la chauffe de P(T) qui donnerai l'allure de la courbe jusqu'à la température stable(!) , l'allure de la courbe devant être pour la descente en température l'inverse de la montée et l'énergie totale restituée égale à celle fournie à la montée.
le problème avec cela est que vous mesurerez la restitution d'énergie d'une résistance donnée (masse , forme, matériau) et placée dans l'air.
Le même genre de manip serait à faire sous vide (gaffe il n'y a plus l'air pour refroidir le machin) il ne resterai que le rayonnement d'énergie la convection n'étant plus possible.
Peut être une piste pour comparer les résistances (masse , matériau) ? ....
a plus

[kizi25]

Tout à fait, vous avez compris la problématique.
Si j'ai bien compris, en me basant sur l'énergie totale obtenue lors de la phase de chauffe, je devrais à priori retrouver cette même valeur sur la phase de refroidissement. Les essais à l'air libre sont une bonne idée même si à terme le système sera employé dans le corps humain (donc paramètres du milieu différents -> capacité thermique du milieu différent)

[f6bes]

Tout à fait, vous avez compris la problématique.
Si j'ai bien compris, en me basant sur l'énergie totale obtenue lors de la phase de chauffe, je devrais à priori retrouver cette même valeur sur la phase de refroidissement. Les essais à l'air libre sont une bonne idée même si à terme le système sera employé dans le corps humain (donc paramètres du milieu différents -> capacité thermique du milieu différent)

Bjr à toi,
Le probléme c'est qu'au fur et à mesure que ta résistance est en chauffe , elle céde aussi ses calories au milieu ambiant.
Donc si (supposition) tu laisses chauffer ta R pendant 10 minutes, elle cédera aussi l'énergie reçue pendant 10 minutes.
A partir du moment ou tu ne chaufferas plus ta résistance , celle ci ne dédera QUE son énergie " interne" et cela peut etre sur une minute .
Donc tu ne pourras comparer les deux phases !
Bonne journée