What is the formula for Potência de Ruído Térmico?

The Potência de Ruído Térmico formula is Pn = k × T × BW, where Pn—Potência de ruído disponível (W); k—Constante de Boltzmann (1,38 × 10⁻²³ J/K); T—Temperatura em Kelvin (K); BW—Largura de banda de medição (Hz).

What does Pn mean in the Potência de Ruído Térmico formula?

Pn is Potência de ruído disponível (W).

Potência de Ruído Térmico

Q: How do you calculate Potência de Ruído Térmico?

Use the formula Pn = k × T × BW. O ruído térmico de Johnson-Nyquist é o piso de ruído fundamental gerado pelo movimento térmico aleatório dos portadores de carga em qualquer elemento resistivo. Enter the values you know in the calculator above and it solves for the remaining variable.

Pn = k × T × BW

Resposta rápida

Esta calculadora resolve Pn = k × T × BW para Potência de Ruído. Com Temperatura (K) 0.5 K, Largura de Banda 10 MHz, o resultado é 6.9 × 10⁻¹¹ µW. Resolve em 3 direções: introduza os valores que tem e obtenha o que falta.

Calculadora

Temperatura (K)

Largura de Banda

Potência de Ruído (W)

—

Fórmula

Pn = k × T × BW

Descrição

O ruído térmico de Johnson-Nyquist é o piso de ruído fundamental gerado pelo movimento térmico aleatório dos portadores de carga em qualquer elemento resistivo. É ruído branco (densidade espectral plana) e é inevitável em qualquer circuito a temperaturas acima do zero absoluto. A constante de Boltzmann k = 1,380649 × 10⁻²³ J/K liga a energia térmica à temperatura. À temperatura ambiente (290K), a densidade espectral de potência de ruído é de -174 dBm/Hz, que é o limite de sensibilidade máximo para qualquer recetor. Reduzir o ruído abaixo deste piso exige arrefecer o recetor, como se faz em radioastronomia.

Variáveis

Pn — Potência de ruído disponível (W)
k — Constante de Boltzmann (1,38 × 10⁻²³ J/K)
T — Temperatura em Kelvin (K)
BW — Largura de banda de medição (Hz)

Notas Práticas

A 290K: piso de ruído = -174 dBm/Hz. Em 1 Hz de BW: -174 dBm. Em 1 kHz: -144 dBm. Em 1 MHz: -114 dBm. Em 20 MHz (WiFi): -101 dBm. Tensão de ruído aos terminais de uma resistência: Vn = √(4kTRBW). Uma resistência de 10kΩ à temperatura ambiente gera cerca de 13 µV de ruído RMS numa largura de banda de 1 MHz.

Símbolos e unidades

Símbolo	Significado	Unidade predefinida	Unidades aceitas
Pn	Potência de Ruído	W	µW, mW, W, kW
T	Temperatura (K)	—	K
BW	Largura de Banda	MHz	Hz, kHz, MHz, GHz

Passo a passo

1. Dados conhecidos: Temperatura (K) 0.5 K, Largura de Banda 10 MHz
2. A relação: Pn = k × T × BW
3. Substituir: T = 0.5 K, BW = 10 MHz
4. Resultado: Potência de Ruído = 6.9 × 10⁻¹¹ µW

Exemplos resolvidos

Faixa mínima

Dados: Temperatura (K) 0.025 K, Largura de Banda 100 kHz

Resultado: Potência de Ruído = 3.45 × 10⁻¹⁴ µW

Faixa baixa

Dados: Temperatura (K) 0.25 K, Largura de Banda 1 MHz

Resultado: Potência de Ruído = 3.45 × 10⁻¹² µW

Típico

Dados: Temperatura (K) 0.5 K, Largura de Banda 10 MHz

Resultado: Potência de Ruído = 6.9 × 10⁻¹¹ µW

Faixa alta

Dados: Temperatura (K) 0.8 K, Largura de Banda 100 MHz

Resultado: Potência de Ruído = 1.1 × 10⁻⁹ µW

Faixa máxima

Dados: Temperatura (K) 8 K, Largura de Banda 1 GHz

Resultado: Potência de Ruído = 1.1 × 10⁻⁷ µW

Resolver para cada variável

Resolver Potência de Ruído

Temperatura (K) 0.025 K, Largura de Banda 100 kHz → 3.45 × 10⁻¹⁴ µW

Resolver Temperatura (K)

Potência de Ruído 10 mW, Largura de Banda 100 kHz → 7.24 × 10¹⁵ K

Resolver Largura de Banda

Potência de Ruído 10 µW, Temperatura (K) 0.025 K → 2.9 × 10¹⁰ GHz

Como Potência de Ruído varia com Temperatura (K)

Temperatura (K) (entrada)	Potência de Ruído (resultado)
0.05 K	6.9 × 10⁻¹² µW
0.125 K	1.73 × 10⁻¹¹ µW
0.25 K	3.45 × 10⁻¹¹ µW
0.375 K	5.18 × 10⁻¹¹ µW
0.5 K	6.9 × 10⁻¹¹ µW
0.75 K	1.04 × 10⁻¹⁰ µW
1 K	1.38 × 10⁻¹⁰ µW
2 K	2.76 × 10⁻¹⁰ µW
3.5 K	4.83 × 10⁻¹⁰ µW
5 K	6.9 × 10⁻¹⁰ µW

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Perguntas frequentes

Como se calcula Potência de Ruído Térmico?

Use Pn = k × T × BW. Com Temperatura (K) 0.5 K, Largura de Banda 10 MHz, Potência de Ruído dá 6.9 × 10⁻¹¹ µW.

Qual é a fórmula de Potência de Ruído Térmico?

A fórmula é Pn = k × T × BW. O ruído térmico de Johnson-Nyquist é o piso de ruído fundamental gerado pelo movimento térmico aleatório dos portadores de carga em qualquer elemento resistivo.

Como obter Temperatura (K) conhecendo os outros valores?

Isole Temperatura (K): com Potência de Ruído 10 mW, Largura de Banda 100 kHz, Temperatura (K) é 7.24 × 10¹⁵ K.

Como obter Largura de Banda conhecendo os outros valores?

Isole Largura de Banda: com Potência de Ruído 10 µW, Temperatura (K) 0.025 K, Largura de Banda é 2.9 × 10¹⁰ GHz.

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