Calculadora de rede de resistência térmica

Calcule as temperaturas da junção, da caixa e do dissipador de calor por meio de uma rede de resistência térmica em série (θJC + θCS + θSA) para gerenciamento térmico de componentes

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Fórmula

T_J = T_A + P_D × (θ_JC + θ_CS + θ_SA)

T_J — Junction temperature (°C)

T_A — Ambient temperature (°C)

P_D — Power dissipation (W)

θ_JC — Junction-to-case thermal resistance (°C/W)

θ_CS — Case-to-heatsink thermal resistance (°C/W)

θ_SA — Heatsink-to-ambient thermal resistance (°C/W)

Como Funciona

As redes de resistência térmica são modelos matemáticos usados para analisar a transferência de calor por meio de sistemas complexos, representando os caminhos térmicos como redes de resistência elétricas. Assim como os circuitos elétricos usam resistores para modelar o fluxo de corrente, as redes de resistência térmica usam componentes de resistência térmica para modelar o fluxo de calor entre diferentes temperaturas. Cada resistência térmica representa a diferença de temperatura por unidade de transferência de calor, análoga à resistência elétrica que representa a diferença de tensão por unidade de corrente.

Exemplo Resolvido

Considere um dissipador de calor de várias camadas com três materiais: alumínio (5 mm de espessura), cobre (2 mm de espessura) e cerâmica (3 mm de espessura). Calcule a resistência térmica total:

1. Calcule as resistências de camadas individuais: R1 = espessura/ (condutividade térmica* área)

2. Alumínio: R1 = 0,005 m/ (237 W/mK * 0,01 m²) = 2,11 K/W

3. Cobre: R2 = 0,002 m/ (401 W/mK * 0,01 m²) = 0,50 K/W

4. Cerâmica: R3 = 0,003 m/ (30 W/mK * 0,01 m²) = 10,00 K/W

5. Resistência térmica total: Rtotal = R1 + R2 + R3 = 12,61 K/W

Dicas Práticas

✓Sempre use unidades consistentes em todos os cálculos
✓Considere a resistência térmica de contato nas interfaces entre materiais
✓Use valores reais de condutividade térmica do material de fontes confiáveis
✓Considere fatores geométricos, como área de superfície e espessura do material

Erros Comuns

✗Negligenciando a resistência térmica de contato entre as camadas
✗Usando valores incorretos de condutividade térmica
✗Esquecendo de converter as unidades corretamente
✗Assumindo uma distribuição uniforme de calor em geometrias complexas

Perguntas Frequentes

O que é resistência térmica?

A resistência térmica mede a resistência de um material ao fluxo de calor, semelhante à resistência elétrica. É calculado como a diferença de temperatura dividida pela taxa de transferência de calor.

Como as redes de resistência térmica se relacionam com os circuitos elétricos?

Eles usam princípios análogos: a diferença de temperatura é como a tensão, o fluxo de calor é como a corrente e a resistência térmica é como a resistência elétrica.

Quais fatores afetam a resistência térmica?

A espessura do material, a condutividade térmica, a área da seção transversal e as condições da interface impactam a resistência térmica.

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