Constante de Tempo Térmica
τ = Cth × Rth
Resposta rápida
Esta calculadora resolve τ = Cth × Rth para Constante de Tempo Térmica. Com Capacitância Térmica 0.5 J/°C, Resistência Térmica 20 °C/W, o resultado é 10 s. Resolve em 3 direções: introduza os valores que tem e obtenha o que falta.
Calculadora
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.
Símbolos e unidades
| Símbolo | Significado | Unidade predefinida | Unidades aceitas |
|---|---|---|---|
| tau | Constante de Tempo Térmica | s | ps, ns, µs, ms, s, min, h |
| Cth | Capacitância Térmica | — | J/°C |
| Rth | Resistência Térmica | °C/W | °C/W |
Passo a passo
- 1. Dados conhecidos: Capacitância Térmica 0.5 J/°C, Resistência Térmica 20 °C/W
- 2. A relação: τ = Cth × Rth
- 3. Substituir: Cth = 0.5 J/°C, Rth = 20 °C/W
- 4. Resultado: Constante de Tempo Térmica = 10 s
Exemplos resolvidos
Faixa mínima
Dados: Capacitância Térmica 0.025 J/°C, Resistência Térmica 0.1 °C/W
Resultado: Constante de Tempo Térmica = 2.5 ms
Faixa baixa
Dados: Capacitância Térmica 0.25 J/°C, Resistência Térmica 1 °C/W
Resultado: Constante de Tempo Térmica = 0.25 s
Típico
Dados: Capacitância Térmica 0.5 J/°C, Resistência Térmica 20 °C/W
Resultado: Constante de Tempo Térmica = 10 s
Faixa alta
Dados: Capacitância Térmica 0.8 J/°C, Resistência Térmica 100 °C/W
Resultado: Constante de Tempo Térmica = 1.333 min
Faixa máxima
Dados: Capacitância Térmica 8 J/°C, Resistência Térmica 1000 °C/W
Resultado: Constante de Tempo Térmica = 2.222 h
Resolver para cada variável
Resolver Constante de Tempo Térmica
Capacitância Térmica 0.025 J/°C, Resistência Térmica 0.1 °C/W → 2.5 ms
Resolver Capacitância Térmica
Constante de Tempo Térmica 100 µs, Resistência Térmica 0.1 °C/W → 0.001 J/°C
Resolver Resistência Térmica
Constante de Tempo Térmica 100 µs, Capacitância Térmica 0.025 J/°C → 0.004 °C/W
Como Constante de Tempo Térmica varia com Capacitância Térmica
| Capacitância Térmica (entrada) | Constante de Tempo 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 |
O mesmo resultado noutras unidades
| Unidade | Valor |
|---|---|
| ms | 10000 |
| s | 10 |
| min | 0.1667 |
| h | 0.002778 |
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Como se calcula Constante de Tempo Térmica?
Use τ = Cth × Rth. Com Capacitância Térmica 0.5 J/°C, Resistência Térmica 20 °C/W, Constante de Tempo Térmica dá 10 s.
Qual é a fórmula de Constante de Tempo Térmica?
A fórmula é τ = Cth × Rth. A constante de tempo térmica determina a rapidez com que um componente aquece ou arrefece, de forma análoga à constante de tempo elétrica RC.
Como obter Capacitância Térmica conhecendo os outros valores?
Isole Capacitância Térmica: com Constante de Tempo Térmica 100 µs, Resistência Térmica 0.1 °C/W, Capacitância Térmica é 0.001 J/°C.
Como obter Resistência Térmica conhecendo os outros valores?
Isole Resistência Térmica: com Constante de Tempo Térmica 100 µs, Capacitância Térmica 0.025 J/°C, Resistência Térmica é 0.004 °C/W.
Que unidades usa Constante de Tempo Térmica?
Constante de Tempo Térmica é apresentado em ms, s, min, h. Os valores são guardados internamente em unidades base do SI, pelo que pode misturar prefixos sem converter à mão.
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