Cómo calcular la resistencia térmica de un disipador de calor

Escrito por foy hubert | Traducido por luis eduardo barbosa
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Cómo calcular la resistencia térmica de un disipador de calor
Los disipadores de calor son dispositivos que mejoran la disipación de calor desde una superficie caliente, por lo general el caso de un componente de generación de calor, a un ambiente más frío, normalmente aire. (heatsink 1 image by David MacFarlane from Fotolia.com)

Un dispositivo conductor disipador de calor ayuda a mantener los dispositivos microelectrónicos de energía a una temperatura por debajo de la temperatura máxima de funcionamiento especificada. Para un dispositivo semiconductor de silicio típico en tu computadora, un aumento del 10% en la temperatura corresponde a una tasa de falla del 50%. Las altas temperaturas durante largos períodos de tiempo pueden destruir un dispositivo de forma irreversible. La falla de tu computadora te puede costar dinero y tiempo en arreglos o en la compra de un equipo nuevo. La elección de un disipador de calor para un dispositivo eléctrico requiere que calcules su resistencia térmica, medida en grados Celsius por vatio (° C / W). El disipador de calor es necesario en el mundo de los circuitos integrados, donde la disipación de potencia se ha incrementado a 4 vatios.

Nivel de dificultad:
Moderadamente fácil

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Necesitarás

  • Información del dispositivo del fabricante
  • Calculadora
  • Parámetros definidos por el usuario

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Instrucciones

  1. 1

    Obtén la información adecuada para hacer el cálculo. Si estás utilizando los datos de la tarea o del experimento, utiliza la ecuación de resistencia térmica. La resistencia térmica es igual a la diferencia de temperatura a lo largo de una trayectoria de flujo de calor dividido por la potencia disipada a lo largo de ese camino en grados Celsius por vatio (° C / W). Por lo tanto, necesitas saber la temperatura del disipador de calor (Ts), la temperatura del ambiente (Ta), el aire dentro del entorno cerrado de la convección natural, y la potencia disipada (P) en vatios a lo largo de la trayectoria del flujo de calor.

  2. 2

    Convierte las cantidades para corregir unidades. La unidad de resistencia térmica es grado Celsius por vatio (° C / W). Tendrás que tener la "Ta" en grados Celsius (° C), "Ts" en grados Celsius (° C) y "P" en vatios (W).

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    Realiza el cálculo de. Resta el valor de "Ta" en grados Celsius (° C) a partir del valor de "Ts" para obtener un único valor para "delta T" en grados Celsius (° C). Divide el valor de "delta T" en grado Celsius (° C) por el valor de "P" en vatios (W), para obtener un único valor de resistencia térmica para el disipador de calor en grados Celsius por vatio (° C / W).

Consejos y advertencias

  • Algunos problemas utilizan el término temperatura ambiente; usar la temperatura del aire dentro del entorno de convección natural sirve para el mismo propósito.
  • Algunos problemas usan la temperatura de la fusión térmica; utilizar la temperatura de la placa de circuito creado para maximizar el flujo de calor en la placa sirve para el mismo fin asumiendo que el disipador de calor está en contacto térmico con la placa.
  • Si tu temperatura está dada en grados Kelvin (K), resta 273,15 de cada valor para obtener la equivalencia en grados Celsius (° C).
  • El aire se supone que es el fluido de enfriamiento.
  • Para el cálculo de la resistencia térmica del disipador de calor, primero escribe tu información dada, a continuación, decide el modelo de circuito termal o ecuación a utilizar y resuelve la resistencia térmica.
  • El valor teórico para la resistencia térmica es la resistencia térmica máxima requerida de un disipador de calor para el dispositivo. En la práctica, la resistencia térmica del disipador de calor será igual o menor que el valor calculado.

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