Tekst źródłowy strony Rezystancja termiczna

{{Inne znaczenia||[[Rezystancja (ujednoznacznienie)|inne znaczenia tego słowa]]}}
'''Rezystancja termiczna''' – [[wielkość fizyczna]] reprezentująca opór, jaki stawia dana materia przenoszeniu ciepła ([[Energia termiczna|energii cieplnej]]) pomiędzy dwoma punktami. Jest to wielkość addytywna. Wielkość ta jest istotna w [[Układ elektroniczny|układach elektronicznych]], w których kluczową sprawą jest odprowadzanie ciepła, aby elementy się nie przegrzewały.

Rezystancję termiczną ciała określa się jako iloraz różnicy temperatur pomiędzy dwoma punktami i mocy, która wywołała tę różnicę temperatur:
: <math>R_{th} = \left[ \mathrm\frac{^\circ C}{W}\right].</math>

Gdy styka się ze sobą kilka elementów przewodzących ciepło, zachowują się analogicznie, jak zwykłe [[opornik]]i, a więc mogą sumować się ich rezystancje termiczne, jak przy łączeniu szeregowym lub odwrotności ich rezystancji termicznych, jak przy łączeniu równoległym.

== Przykład ==
Mamy [[opornik]], na którym wydziela się 5 [[wat]]ów mocy na skutek przepływu [[prąd elektryczny|prądu]]. Obudowa opornika ma rezystancję termiczną z powietrzem o wartości <math>50\ \mathrm\frac{^\circ C}{W},</math> czyli każdy wat wydzielanej mocy obudowa spowoduje różnicę temperatury równą <math>50\ ^\circ\mathrm{C}.</math> Różnica pomiędzy temperaturą powietrza a wnętrzem opornika wyniesie odpowiednio:
: <math>\Delta T = R_{th} \cdot P.</math>

Podstawiając wartości, otrzymujemy:
: <math>\Delta T = \mathrm{50\ \frac{^\circ C}{W} \cdot 5\ W = 250\ ^\circ C}.</math>

Jeżeli przyjmiemy temperaturę otoczenia równą <math>25\ ^\circ\mathrm{C},</math> [[temperatura]] wnętrza naszego rezystora będzie większa o <math>\Delta T,</math> czyli ostatecznie wyniesie <math>275\ ^\circ\mathrm{C}.</math> Tak wysoka temperatura prawdopodobnie zniszczyłaby większość elementów elektronicznych. Aby tego uniknąć stosuje się tzw. [[radiator]]y. Rezystancja termiczna pomiędzy radiatorem a elementem chłodzonym jest bardzo mała (zwykle rzędu <math>0{,}1-1{,}0\ ^\circ\mathrm{C/W}</math>), podobnie jak rezystancja termiczna pomiędzy radiatorem a powietrzem, która jest zwykle wielokrotnie niższa niż pierwotna rezystancja termiczna obudowy elementu z powietrzem (typowe wartości to <math>2-20\ ^\circ\mathrm{C/W}</math>).

Załóżmy więc, że zastosujemy połączenie naszego opornika z radiatorem o rezystancji termicznej równej <math>12\ ^\circ\mathrm{C/W},</math> a na połączeniu będzie dodatkowo rezystancja o wartości <math>0{,}5\ ^\circ \mathrm{C/W}.</math>

Rezystancja termiczna całego toru przenoszenia temperatury wyniesie:
: <math>R_{th} = 12\ \mathrm{\frac{^\circ C}{W} + 0{,}5\ \frac{^\circ C}{W} = 12{,}5\ \frac{^\circ C}{W}}.</math>

Różnica temperatury, podstawiając do wcześniejszego wzoru, wyniesie:
: <math>\Delta T = 12{,}5\ \mathrm{\frac{^\circ C}{W} \cdot 5\ W = 62{,}5\ ^\circ C}</math>

Zakładając temperaturę otoczenia równą <math>25\ ^\circ\mathrm{C},</math> temperatura opornika wyniesie <math>87{,}5\ ^\circ\mathrm{C},</math> co dla tego typu elementu jest temperaturą całkowicie bezpieczną.

Zwykle elementy elektroniczne zawierają w swojej dokumentacji jeszcze rezystancję termiczną pomiędzy strukturą elementu i obudową. Dobrym przykładem jest [[tranzystor]], dla którego trzeba jeszcze ją dodać, obliczając wymagany radiator.

== Zobacz też ==
* [[radiator]]
* [[rezystancja]]

[[Kategoria:Elektronika]]
[[Kategoria:Technika cieplna]]