Beispiel: Arbeiten mit Temperaturen
1. Werten Sie Grade und Änderungen an Graden aus – Celsius und Fahrenheit.
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Die Standardeinheit für Temperaturen in PTC Mathcad ist Kelvin. Grade werden gegen den absoluten Nullpunkt gemessen, während eine Änderung in Grad die Änderung zwischen zwei Temperaturen darstellt.
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2. Definieren Sie eine Temperatur in Grad Celsius, und werten Sie sie aus.
Das Ergebnis wird wie erwartet in Kelvin zurückgegeben.
3. Ändern Sie die Einheit des Standardergebnisses in andere Einheiten.
Um die Kelvin-Temperatur in Fahrenheit zu konvertieren, löschen Sie das K im Ergebnis und ersetzen es durch Grad Fahrenheit.
Denken Sie daran, dass PTC Mathcad eine automatische Einheitsprüfung ausführt, wenn Sie die Einheit eines Ergebnisses ändern, um sicherzustellen, dass die Einheit mathematisch korrekt bleibt.
Wenn PTC Mathcad eine Temperatur von einem Einheitensystem in ein anderes konvertiert, wird die Temperatur nicht einfach mit einem Umrechnungsfaktor multipliziert. Manchmal muss außerdem eine Konstante addiert oder subtrahiert werden. Die Formel unten zeigt z.B., wie Grad Celsius explizit in Fahrenheit geändert wird:
4. Berechnen Sie die neue Raumtemperatur, wenn die aktuelle Temperatur 24 Grad Celsius beträgt und die Prognose eine Steigerung der Temperatur von 6 Grad Celsius erfordert.
Anhand des konvertierten Ergebnisses sehen Sie, dass etwas nicht stimmt, denn wenn eine Raumtemperatur von 24 Grad Celsius um 6 Grad Celsius steigt, kann kein Ergebnis von 303,15 Grad Celsius erreicht werden.
Der Fehler ergibt sich aus der Tatsache, dass wir in den oben dargestellten Gleichungen 6 Grad Celsius zu den 24 Grad Celsius hinzugefügt haben. Richtig wäre jedoch, der aktuellen Temperatur ein Delta von 6 Grad Celsius hinzuzufügen:
Durch Verwendung der Delta-C-Einheit wird sichergestellt, dass wir das gewünschte Ergebnis erhalten.
5. Verwenden Sie Einheiten der Temperaturänderung (Delta C) in Verbindung mit anderen Einheiten, um den Temperaturanstieg pro Watt, die maximale Nennleistung einer elektronischen Komponente und die Umgebungstemperatur zu definieren.
6. Berechnen Sie die Temperatur, bei der die elektronische Komponente ausfällt.
Sehen Sie sich dieses Video an, um mehr über das Arbeiten mit Temperaturen zu erfahren:
| | Viele Materialeigenschaften und Komponentenspezifikationen wie der Temperaturanstieg pro Watt oder die spezifische Wärme werden als Temperaturänderung pro Menge oder als Menge pro Temperaturänderung angegeben. |