Um determinado componente elétrico dissipa
por convecção e radiação para o ar que está a
. Qual a temperatura da superfície do componente eletrônico se o coeficiente de transferência de calor por convecção é
e a área efetiva de troca térmica é
.
Passo 1
Então, o problema diz que um componente elétrico perde 0,38 W de calor para o ar a 20 °C, via convecção e radiação. A matéria aqui é “transmissão de calor” (convecção + radiação). Para resolver, vamos precisar de:
- Coeficiente de convecção
- Área
- Lei de Stefan‐Boltzmann (
) - Converter temperaturas para Kelvin
A partir do próximo passo, a gente começa a meter a mão na massa!
Passo 2
Escrevendo as equações:
- Convecção:
2. Radiação (assumindo emissividade):
- A soma das duas dá o total dissipado:
Aquie devem estar em Kelvin ( ).
Passo 3
O problema é que a equação fica não‐linear em
por causa do
. A gente simplifica isso criando um “coeficiente de radiação linearizado”
e aí
Então a perda total vira:
Passo 4
Agora é só dar um palpite inicial em
(por exemplo 50 °C = 323 K), calcular
, achar
, somar com
e ver se volta aproximadamente 0,38 W. Se não bater, ajusta e repete. Vou mostrar um ciclo:
- Chute:
K → K -
-
- Então
5. LogoK ≃ 50 °C
Como o novo
deu quase igual ao chute, paramos por aqui.
Resposta
A temperatura da superfície do componente é aproximadamente 50 °C.