Enunciado

Uma placa de circuito com 0,3   c m de espessura, 12   c m de altura e 18   c m de comprimento abriga em um lado 80   c h i p s lógicos pouco espaçados, cada um dissipa 0,06   W . A placa está impregnada com recheio de cobre e tem condutividade térmica efetiva de 16   W / m · K . Todo o calor gerado nos c h i p s é conduzido através da placa de circuito e dissipado do verso dela para o ar ambiente. Determine a diferença de temperatura entre os dois lados da placa de circuito.

Resposta :  0,042 ℃

Passo 1

Dados fornecidos:

Espessura da placa de circuito: L = 0,3   c m = 0,003   m

Altura da placa de circuito: H = 12   c m = 0,12   m

Comprimento da placa de circuito: W = 18   c m = 0,18   m  

Nº de chips: n = 80

Potência dissipada por cada chip: Q ˙ = 0,06   W  

Condutividade térmica efetiva da placa: k = 16   W / m · K  

Premissas:

1) Existem condições operacionais estáveis.

2) As propriedades térmicas da placa são constantes.

3) Todo o calor gerado nos chips é conduzido pela placa de circuito.

Passo 2

Fala galera!!!

Para resolver essa questão, podemos começar calculando a área de transferência de calor. Assim temos:

A = H × W

A = 0,12   m × 0,18   m

A = 0,0216   m 2

Agora, vamos calcular a taxa total de calor dissipada pelos chips usando a seguinte expressão:

Q ˙ t o t a l = n × Q ˙

Aqui, n é o número de chips e Q ˙ é o calor dissipado por cada chip. Substituindo os termos da relação acima pelos dados fornecidos, temos:

Q ˙ t o t a l = 80 × 0,06   W

Q ˙ t o t a l = 4,8   W

Passo 3

Assim, temos que a diferença de temperatura entre os dois lados da placa de circuito pode ser determinada pela expressão para o cálculo da transferência de calor devido à condução. Assim temos:

Q ˙ t o t a l = k A ∆ T L

∆ T = Q ˙ t o t a l L k A

Substituindo os termos da relação acima pelos dados fornecidos, temos:

∆ T = 4,8   W × 0,003   m 16   W / m · K × 0,0216   m 2

∆ T = 0,042 ℃

Portanto, a diferença de temperatura entre os dois lados da placa de circuito é 0,042 ℃ .

Resposta

∆ T = 0,042 ℃

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