Zobacz też: inne znaczenia tego słowa.

Rezystancja termiczna – wielkość fizyczna reprezentująca opór, jaki stawia dana materia przenoszeniu ciepła (energii cieplnej) pomiędzy dwoma punktami. Jest to wielkość addytywna. Wielkość ta jest istotna w układach elektronicznych, w których kluczową sprawą jest odprowadzanie ciepła, aby elementy się nie przegrzewały.

Rezystancję termiczną ciała określa się jako iloraz różnicy temperatur pomiędzy dwoma punktami i mocy, która wywołała tę różnicę temperatur:

Rth=[∘CW]displaystyle R_th=left[frac ^circ mathrm C mathrm W right]

Gdy styka się ze sobą kilka elementów przewodzących ciepło, zachowują się analogicznie, jak zwykłe oporniki, a więc mogą sumować się ich rezystancje termiczne, jak przy łączeniu szeregowym lub odwrotności ich rezystancji termicznych, jak przy łączeniu równoległym.

Przykład[edytuj | edytuj kod]

Mamy opornik, na którym wydziela się 5 watów mocy na skutek przepływu prądu. Obudowa opornika ma rezystancję termiczną z powietrzem o wartości 50∘CWdisplaystyle 50frac ^circ mathrm C mathrm W , czyli każdy wat wydzielanej mocy obudowa spowoduje różnicę temperatury równą 50∘Cdisplaystyle 50^circ mathrm C . Różnica pomiędzy temperaturą powietrza a wnętrzem opornika wyniesie odpowiednio:

ΔT=Rth⋅Pdisplaystyle Delta T=R_thcdot P

Podstawiając wartości otrzymujemy:

ΔT=50∘CW⋅5W=250∘Cdisplaystyle Delta T=50frac ^circ mathrm C Wcdot 5W=250^circ mathrm C

Jeżeli przyjmiemy temperaturę otoczenia równą 25∘Cdisplaystyle 25^circ mathrm C , temperatura wnętrza naszego rezystora będzie większa o ΔTdisplaystyle Delta T, czyli ostatecznie wyniesie 275∘Cdisplaystyle 275^circ mathrm C . Tak wysoka temperatura prawdopodobnie zniszczyłaby większość elementów elektronicznych. Aby tego uniknąć stosuje się tzw. radiatory. Rezystancja termiczna pomiędzy radiatorem a elementem chłodzonym jest bardzo mała (zwykle rzędu 0,1−1,0∘C/Wdisplaystyle 0,1-1,0^circ mathrm C /mathrm W ), podobnie jak rezystancja termiczna pomiędzy radiatorem a powietrzem, która jest zwykle wielokrotnie niższa niż pierwotna rezystancja termiczna obudowy elementu z powietrzem (typowe wartości to 2−20∘C/Wdisplaystyle 2-20^circ mathrm C /mathrm W ).

Załóżmy więc, że zastosujemy połączenie naszego opornika z radiatorem o rezystancji termicznej równej 12∘C/Wdisplaystyle 12^circ C/mathrm W , a na połączeniu będzie dodatkowo rezystancja o wartości 0,5∘C/Wdisplaystyle 0,5^circ mathrm C /mathrm W .

Rezystancja termiczna całego toru przenoszenia temperatury wyniesie:

Rth=12∘CW+0,5∘CW=12,5∘CWdisplaystyle R_th=12frac ^circ mathrm C mathrm W +0,5frac ^circ mathrm C mathrm W =12,5frac ^circ mathrm C mathrm W

Różnica temperatury podstawiając do wcześniejszego wzoru wyniesie:

ΔT=12,5∘CW⋅5W=62,5∘Cdisplaystyle Delta T=12,5frac ^circ mathrm C mathrm W cdot 5mathrm W =62,5^circ mathrm C

Zakładając temperaturę otoczenia równą 25∘Cdisplaystyle 25^circ mathrm C , temperatura opornika wyniesie 87,5∘Cdisplaystyle 87,5^circ mathrm C , co dla tego typu elementu jest temperaturą całkowicie bezpieczną.

Zwykle elementy elektroniczne zawierają w swojej dokumentacji jeszcze rezystancję termiczną pomiędzy strukturą elementu i obudową. Dobrym przykładem jest tranzystor, dla którego trzeba jeszcze ją dodać obliczając wymagany radiator.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

• radiator


• rezystancja