Constante de Tempo Térmica

Fórmula

Descrição

A constante de tempo térmica determina a rapidez com que um componente aquece ou arrefece, de forma análoga à constante de tempo elétrica RC. É igual ao produto da capacitância térmica (a capacidade de armazenar calor) pela resistência térmica (a oposição ao fluxo de calor). Após uma constante de tempo, a temperatura atinge 63,2% do seu valor final em regime permanente. Componentes pequenos com baixa massa térmica (resistências SMD, CIs pequenos) aquecem em milissegundos, enquanto dissipadores grandes podem levar minutos a atingir o equilíbrio térmico. Isto é importante para analisar o comportamento térmico transitório durante impulsos de potência.

Variáveis

• τ — Constante de tempo térmica (s)
• Cth — Capacitância térmica (J/°C)
• Rth — Resistência térmica (°C/W)

Notas Práticas

A capacitância térmica depende da massa e do calor específico: Cth = m × cp. O cobre tem cp = 385 J/(kg·°C), o alumínio 900 J/(kg·°C), o silício 700 J/(kg·°C). Uma cápsula TO-220 tem τ ≈ 1-5 segundos. Uma cápsula SOT-23 tem τ ≈ 10-50 ms. As curvas de impedância térmica transitória nas fichas técnicas mostram como a temperatura de junção evolui durante impulsos de potência.