Considere um transistor de potência encapsulado em plástico que dissipa
de potência em estado estacionário. A superfície do transistor, que é considerada plana, tem uma área de
e é mantida a uma temperatura constante de
. Se o coeficiente de transferência de calor da superfície do transistor para o ar ambiente a
for de
, 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
.
Conteúdo: transferência de calor por convecção.
O que vamos usar: a lei de resfriamento de Newton, que diz
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).
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Passo 2
Primeiro, bota tudo na unidade certa.
• P = 0,6 W (já tá ok)
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• P = 0,6 W (já tá ok)
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Passo 3
Agora aplicar a lei de Newton da convecção:
Queremos
, então isola ela:
Passo 4
Substitui os valores:
O cálculo de
dá exatamente 1000 K.
Resposta
A temperatura da superfície do transistor é de aproximadamente 1025 °C.