Resistencia Térmica por Convección Natural

Fórmula

Descripción

La resistencia térmica de superficie a ambiente para la convección natural (libre) depende del coeficiente de transferencia de calor h y del área de superficie efectiva. Para la convección natural en aire en reposo, h es típicamente de 5-25 W/(m²·K) dependiendo de la orientación de la superficie, la geometría y la diferencia de temperatura. Las superficies verticales con grandes diferencias de temperatura tienen un h más alto. Esta fórmula es fundamental para estimar el rendimiento de refrigeración de disipadores de calor, PCB y carcasas sin flujo de aire forzado. En muchos sistemas embebidos, la convección natural es el único mecanismo de refrigeración disponible.

Variables

• R_sa — Resistencia térmica de superficie a ambiente (°C/W)
• h — Coeficiente de transferencia de calor por convección (W/(m²·K), típicamente 5-25 para convección natural)
• A — Área de superficie de refrigeración efectiva (m²)

Notas prácticas

Valores típicos de h en W/(m²·K): convección natural placa vertical 5-10, placa horizontal (lado caliente arriba) 6-12, placa horizontal (lado caliente abajo) 3-6, convección forzada 25-250 dependiendo de la velocidad del aire. La radiación también contribuye significativamente a temperaturas moderadas (añade 5-10 W/(m²·K) efectivos). Para estimaciones aproximadas en convección natural, h ≈ 10 W/(m²·K) es un punto de partida común.