Constante de tiempo térmica
τ = Cth × Rth
Respuesta rápida
Esta calculadora resuelve τ = Cth × Rth para Constante de tiempo térmica. Con Capacitancia térmica 0.5 J/°C, Resistencia térmica 20 °C/W, el resultado es 10 s. Resuelve en 3 direcciones, así que introduces los valores que tienes y obtienes el que necesitas.
Calculadora
Fórmula
Descripción
La constante de tiempo térmica determina la rapidez con la que un componente se calienta o se enfría, de forma análoga a la constante de tiempo eléctrica RC. Es igual al producto de la capacitancia térmica (la capacidad de almacenar calor) y la resistencia térmica (la oposición al flujo de calor). Después de una constante de tiempo, la temperatura alcanza el 63,2% de su valor final en estado estacionario. Los componentes pequeños con baja masa térmica (resistencias SMD, CI pequeños) se calientan en milisegundos, mientras que los disipadores grandes pueden tardar minutos en alcanzar el equilibrio térmico. Esto es importante para analizar el comportamiento térmico transitorio durante los pulsos de potencia.
Variables
- τ — Constante de tiempo térmica (s)
- Cth — Capacitancia térmica (J/°C)
- Rth — Resistencia térmica (°C/W)
Notas prácticas
La capacitancia térmica depende de la masa y el calor específico: Cth = m × cp. El cobre tiene cp = 385 J/(kg·°C), el aluminio 900 J/(kg·°C), el silicio 700 J/(kg·°C). Un encapsulado TO-220 tiene τ ≈ 1-5 segundos. Un encapsulado SOT-23 tiene τ ≈ 10-50 ms. Las curvas de impedancia térmica transitoria en las hojas de datos muestran cómo evoluciona la temperatura de unión durante los pulsos de potencia.
Símbolos y unidades
| Símbolo | Significado | Unidad por defecto | Unidades aceptadas |
|---|---|---|---|
| tau | Constante de tiempo térmica | s | ps, ns, µs, ms, s, min, h |
| Cth | Capacitancia térmica | — | J/°C |
| Rth | Resistencia térmica | °C/W | °C/W |
Paso a paso
- 1. Datos conocidos: Capacitancia térmica 0.5 J/°C, Resistencia térmica 20 °C/W
- 2. La relación: τ = Cth × Rth
- 3. Sustituir: Cth = 0.5 J/°C, Rth = 20 °C/W
- 4. Resultado: Constante de tiempo térmica = 10 s
Ejemplos resueltos
Rango mínimo
Datos: Capacitancia térmica 0.025 J/°C, Resistencia térmica 0.1 °C/W
Resultado: Constante de tiempo térmica = 2.5 ms
Rango bajo
Datos: Capacitancia térmica 0.25 J/°C, Resistencia térmica 1 °C/W
Resultado: Constante de tiempo térmica = 0.25 s
Típico
Datos: Capacitancia térmica 0.5 J/°C, Resistencia térmica 20 °C/W
Resultado: Constante de tiempo térmica = 10 s
Rango alto
Datos: Capacitancia térmica 0.8 J/°C, Resistencia térmica 100 °C/W
Resultado: Constante de tiempo térmica = 1.333 min
Rango máximo
Datos: Capacitancia térmica 8 J/°C, Resistencia térmica 1000 °C/W
Resultado: Constante de tiempo térmica = 2.222 h
Resolver para cada variable
Resolver Constante de tiempo térmica
Capacitancia térmica 0.025 J/°C, Resistencia térmica 0.1 °C/W → 2.5 ms
Resolver Capacitancia térmica
Constante de tiempo térmica 100 µs, Resistencia térmica 0.1 °C/W → 0.001 J/°C
Resolver Resistencia térmica
Constante de tiempo térmica 100 µs, Capacitancia térmica 0.025 J/°C → 0.004 °C/W
Cómo varía Constante de tiempo térmica con Capacitancia térmica
| Capacitancia térmica (entrada) | Constante de tiempo térmica (resultado) |
|---|---|
| 0.05 J/°C | 1 s |
| 0.125 J/°C | 2.5 s |
| 0.25 J/°C | 5 s |
| 0.375 J/°C | 7.5 s |
| 0.5 J/°C | 10 s |
| 0.75 J/°C | 15 s |
| 1 J/°C | 20 s |
| 2 J/°C | 0.6667 min |
| 3.5 J/°C | 1.167 min |
| 5 J/°C | 1.667 min |
El mismo resultado en otras unidades
| Unidad | Valor |
|---|---|
| ms | 10000 |
| s | 10 |
| min | 0.1667 |
| h | 0.002778 |
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¿Cómo se calcula Constante de tiempo térmica?
Usa τ = Cth × Rth. Con Capacitancia térmica 0.5 J/°C, Resistencia térmica 20 °C/W, Constante de tiempo térmica resulta 10 s.
¿Cuál es la fórmula de Constante de tiempo térmica?
La fórmula es τ = Cth × Rth. La constante de tiempo térmica determina la rapidez con la que un componente se calienta o se enfría, de forma análoga a la constante de tiempo eléctrica RC.
¿Cómo se obtiene Capacitancia térmica conociendo los demás valores?
Despeja Capacitancia térmica: con Constante de tiempo térmica 100 µs, Resistencia térmica 0.1 °C/W, Capacitancia térmica es 0.001 J/°C.
¿Cómo se obtiene Resistencia térmica conociendo los demás valores?
Despeja Resistencia térmica: con Constante de tiempo térmica 100 µs, Capacitancia térmica 0.025 J/°C, Resistencia térmica es 0.004 °C/W.
¿Qué unidades usa Constante de tiempo térmica?
Constante de tiempo térmica se muestra en ms, s, min, h. Los valores se guardan internamente en unidades base del SI, así que puedes mezclar prefijos sin convertir a mano.
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