Appunti di Tecnologie e Progettazione - classe quarta

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dissipatori

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Linea 16: Linea 16:
  
 Prima di procedere richiamiamo alcuni concetti legati alla trasmissione del calore: Prima di procedere richiamiamo alcuni concetti legati alla trasmissione del calore:
-  * la temperatura misura lo stati di agitazione di un corpo e si misura in gradi Celsius o Kelvin((0°K = -273°C))+  * la temperatura misura lo stato di agitazione di un corpo e si misura in gradi Celsius o Kelvin((0°K = -273°C))
   * il calore è l'energia scambiata tra due corpi a temperatura diversa e si misura in Joule   * il calore è l'energia scambiata tra due corpi a temperatura diversa e si misura in Joule
   * il calore scambiato nell'unità di tempo è la potenza trasmessa e si misura in Watt   * il calore scambiato nell'unità di tempo è la potenza trasmessa e si misura in Watt
-  * si parla regime termico quando tutto il calore fornito a un corpo viene ceduto all'ambiente (non fa aumentare la temperatura del corpo che rimane costante) +  * si parla regime termico quando tutto il calore fornito a un corpo viene ceduto all'ambiente (e non fa aumentare la temperatura del corpo, che rimane costante) 
-  * la la capacità termica quantifica l'attitudine di un corpo ad accumulare calore; la trasmissione di calore infatti non è istantanea: un corpo si mette del tempo a riscaldarsi e quando non assorbe più calore impiega del tempo a raffreddarsi perché cioè a dissipare il calore accumulato+  * la capacità termica quantifica l'attitudine di un corpo ad accumulare calore; la trasmissione di calore infatti non è istantanea: un corpo ci mette del tempo a riscaldarsi e, quando non assorbe più calore, impiega del tempo a raffreddarsi, cioè a dissipare il calore accumulato
  
 Ricordiamo poi che la trasmissione di calore può avvenire per:  Ricordiamo poi che la trasmissione di calore può avvenire per: 
-  * conduzione, tra due corpi in contatto o due zone di un corpo((gli urti tra molecole producono un trasferimento di energia))+  * conduzione, tra due corpi in contatto o tra due zone di uno stesso corpo((gli urti tra molecole producono un trasferimento di energia))
   * convezione, dove un fluido, riscaldatosi per conduzione, si muove verso l'alto((a causa della differente densità, maggiore per la parte fredda)) trasferendo calore ad altri corpi per conduzione   * convezione, dove un fluido, riscaldatosi per conduzione, si muove verso l'alto((a causa della differente densità, maggiore per la parte fredda)) trasferendo calore ad altri corpi per conduzione
   * irraggiamento, che avviene a distanza e anche nel vuoto((ad esempio quello trasmesso dal sole)), attraverso radiazioni elettromagnetiche   * irraggiamento, che avviene a distanza e anche nel vuoto((ad esempio quello trasmesso dal sole)), attraverso radiazioni elettromagnetiche
Linea 31: Linea 31:
 ===== Calcolo della temperatura di giunzione ===== ===== Calcolo della temperatura di giunzione =====
  
-Il procedimento seguente vale a regime termico (la temperatura non cambia nel tempo) e in regime elettrico stazionario (in continua o in regime periodico((in questo caso occorre considerare i valori medi)) ) e si basa sul concetto di **resistenza termica**. Questa è la resistenza che incontra il calore nel propagarsi da un corpo a temperatura maggiore verso uno a temperatura minore. Analiticamente vale:+Il procedimento seguente vale a regime termico (la temperatura non cambia nel tempo) e in regime elettrico stazionario (in continua o in regime periodico) e si basa sul concetto di **resistenza termica**. Questa è la resistenza che incontra il calore nel propagarsi da un corpo a temperatura maggiore verso uno a temperatura minore. Analiticamente vale:
  
 `R_(th)=(T_1 - T_2)/P_D` `R_(th)=(T_1 - T_2)/P_D`
Linea 46: Linea 46:
     * la resistenza termica tra giunzione e contenitore esterno (package) R<sub>JC</sub>      * la resistenza termica tra giunzione e contenitore esterno (package) R<sub>JC</sub> 
     * la resistenza termica (indicativa) tra contenitore e dissipatore (se presente) R<sub>CH</sub>      * la resistenza termica (indicativa) tra contenitore e dissipatore (se presente) R<sub>CH</sub> 
 +    * la resistenza termica tra giunzione e ambiente (senza dissipatore) R<sub>JA</sub>
  
 A questo punto si può usare la formula sopra per: A questo punto si può usare la formula sopra per:
Linea 51: Linea 52:
   * calcolare T<sub>J</sub>   * calcolare T<sub>J</sub>
   * ricavare la resistenza termica R<sub>HA</sub> di un eventuale dissipatore termico da installare per impedire il superamento della T<sub>J</sub> del componente   * ricavare la resistenza termica R<sub>HA</sub> di un eventuale dissipatore termico da installare per impedire il superamento della T<sub>J</sub> del componente
 +
 +===== Analogia elettrica =====
 +
 +Per calcolare le temperature di giunzione, contenitore e dissipatore si può far ricorso ad un'analogia elettrica valida a regime termico((altrimenti bisogna considerare anche la capacità termica delle varie parti)). La corrispondenza tra grandezze termiche ed elettriche è la seguente:
 +
 +^ grandezza termica ^ grandezza elettrica ^
 +|temperatura|tensione|
 +|resistenza termica|resistenza|
 +|potenza dissipata|corrente|
 +
 +Allora si può considerare il seguente circuito, dove la temperatura ambiente è rappresentata dal generatore di tensione e la potenza dissipata dal generatore di corrente.
 +
 +{{:analogia_termica.png|analogia elettrica nei fenomeni di dissipazione termica}}
 +
 +Risolvendo il circuito è possibile risalire alla tensione dei punti intermedi (rispetto a massa) e quindi alla temperatura dei vari componenti. 
 +
 +/*
 +Osservando il circuito risulta ovvio che, a pari potenza dissipata (corrente), convenga avere una resistenza termica più bassa possibile
 +*/
  
 ===== Dissipatori ===== ===== Dissipatori =====
dissipatori.1485298126.txt.gz · Ultima modifica: 2020/07/03 15:59 (modifica esterna)