Thermal Resistor

熱端子をもつ抵抗

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ライブラリ:
Simscape / Foundation Library / Electrical / Electrical Elements

説明

Thermal Resistor ブロックは、温度依存の抵抗を表します。熱端子における温度が T の場合、抵抗は次のようになります。

$$R=R_0\left(1+\alpha \left(T-T_0\right)\right)$$

ここで、

• R₀ は基準温度 T₀ における公称抵抗です。

• α は温度係数です。

ブロックの熱挙動は次の方程式で記述されます。

$$Q=K_d{t}_c\frac{dT}{dt}-i^{2}R$$

ここで、

• Q は端子 H への正味熱流量です。

• K_d は [散逸率] パラメーターの値です。

• t_c は [熱時定数] パラメーターの値です。

• dT/dt は温度の変化率です。

• i は抵抗を流れる電流です。

散逸率と熱時定数の積は、抵抗の熱質量です。特定のアプリケーションでは、Thermal Mass ブロックと同様に、熱質量を抵抗の質量と比熱容量の積として定義した方が便利です。これらの 2 つのパラメーター化方法を選択するには、[熱質量のパラメーター化] パラメーターを使用します。

変数

シミュレーションの前にブロック変数の優先順位と初期ターゲット値を設定するには、ブロックのダイアログ ボックスまたはプロパティ インスペクターの [初期ターゲット] セクションを使用します。詳細については、ブロック変数の優先順位と初期ターゲットの設定を参照してください。

ノミナル値は、モデル内で予想される変数の大きさを指定する方法を提供します。ノミナル値に基づくシステムのスケーリングを使用すると、シミュレーションのロバスト性が向上します。ノミナル値はさまざまなソースから得られます。その 1 つがブロックのダイアログ ボックスまたはプロパティ インスペクターの [ノミナル値] セクションです。詳細については、ブロック変数のノミナル値の変更を参照してください。

特に、[温度] 変数でシミュレーション開始時の熱抵抗に優先順位の高いターゲットを設定できます。既定値は 300 K です。

端子

保存

H — 熱端子

熱

抵抗の温度を提供する熱保存端子。

+ — 正の端子

電気

抵抗の正の端子に関連付けられた電気量保存端子。

- — 負の端子

電気

抵抗の負の端子に関連付けられた電気量保存端子。

パラメーター

公称抵抗 — 基準温度における抵抗

1 Ohm (既定値) | 正のスカラー

基準温度におけるサーミスタの公称抵抗。多くのデータシートでは、25℃ (298.15 K) における公称抵抗を引用し、R25 として記載しています。

基準温度 — 公称抵抗に対応する温度

298.15 K (既定値) | 正のスカラー

公称抵抗が測定された温度。

温度係数 — 抵抗温度依存係数

5e-05 1/K (既定値) | スカラー

抵抗を温度の関数として記述する方程式の係数 α。

熱質量のパラメーター化 — 熱質量の定義方法

時定数と散逸率を指定 (既定値) | 質量と比熱容量を指定

熱質量の定義方法:

• 時定数と散逸率を指定 — 熱時定数と散逸率の積を使用します。この方法は、サーミスターをモデル化する場合に役立ちます。

• 質量と比熱容量を指定 — 質量と比熱容量の積を使用します。この方法は、ブロックを抵抗加熱要素として使用する場合に便利です。

熱時定数 — 熱方程式の時定数

10 s (既定値) | 正のスカラー

周囲温度でのステップ変化の発生時に抵抗の温度が最終的な温度変化の 63% に達するまでの時間。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[熱質量のパラメーター化] を [時定数と散逸率を指定] に設定します。

散逸率 — 熱方程式の散逸係数

0.001 W/K (既定値) | 正のスカラー

熱抵抗の温度を 1 K 上げるのに必要な熱出力。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[熱質量のパラメーター化] を [時定数と散逸率を指定] に設定します。

質量 — 抵抗の質量

2.6316e-5 kg (既定値) | 正のスカラー

抵抗の質量。シミュレーション中、質量は一定です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[熱質量のパラメーター化] を [質量と比熱容量を指定] に設定します。

比熱容量 — 抵抗の材料の比熱容量

380 J/(K*kg) (既定値) | 正のスカラー

抵抗の材料の比熱容量。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[熱質量のパラメーター化] を [質量と比熱容量を指定] に設定します。

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2016a で導入

R2026a: 熱質量のパラメーター化

抵抗の熱質量を定義するために質量と比熱容量を使用できるようになりました。このオプションを使用するには、新しい [熱質量のパラメーター化] パラメーターを [質量と比熱容量を指定] に設定します。ブロックで以前使用できたのは、時定数と散逸率のみでした。

R2026a: 負の温度係数が可能に

半導体や合金などの一部の材料では、電気抵抗の温度係数が負の値になります。以前は、ブロックでは [温度係数] パラメーターに正の値のみを使用できました。この制限がなくなりました。

参考

Resistor | Variable Resistor | Thermal Mass