Considere um transistor de potência encapsulado em plástico que dissipa 0,6 W de potência em estado estacionário. A superfície do transistor, que é considerada plana, tem uma área de 0,5 cm^2 e é mantida a uma temperatura constante de 50^circ C. Se o coeficiente de transferência de calor da superfície do transistor para o ar ambiente a 25^circ C for de 12 W /(m^2 cdot K), determine a temperatura da superfície do transistor.

Passo 1

Beleza, aqui a gente tem um transistor que dissipa 0,6 W em regime estacionário e libera esse calor por convecção para o ar (a 25 °C). A área da superfície é 0,5 cm² e o coeficiente de convecção é P = h , A , (Ts - Tinfty) .
Conteúdo: transferência de calor por convecção.
O que vamos usar: a lei de resfriamento de Newton, que diz
onde
é a potência dissipada,
é o coeficiente de convecção,
é a área da superfície,
é a temperatura da superfície (o que queremos),
é a temperatura do ar ambiente (25 °C).

Passo 2

Primeiro, bota tudo na unidade certa.
• P = 0,6 W (já tá ok)


Passo 3

Agora aplicar a lei de Newton da convecção:
P = h,A,(Ts - Tinfty)
Queremos Ts - Tinfty = Ph,A Longrightarrow Ts = Tinfty + Ph,A , então isola ela:

Passo 4

Substitui os valores:
Ts = 25 + 0,612 times 5,0times10^-5 = 25 + 0,66,0times10^-4 = 25 + 1000 = 1025 ^circC
O cálculo de dá exatamente 1000 K.

Resposta

A temperatura da superfície do transistor é de aproximadamente 1025 °C.

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