导热与冷却
通信模块由于长时间大功率发送,有时可能导致电路板的温度变化,而不同的温度下,有些器件的工作状态会随温度发生变化,遇到些问题,在某些场景下需要了解温度的变化的情况,所以找了一些基本资料来拟合温度的变化曲线;
傅立叶定律/热传导定律
在导热现象中,单位时间内通过给定截面的热量,正比于垂直于该界面方向上的温度变化率和截面面积。
Q
=
−
k
d
T
d
x
∗
A
Q=-k\frac{dT}{dx}*A
Q=−kdxdT∗A
其中k称为热导率或热导系数,A为导热面积;
牛顿冷却定律
冷却定律
物体的冷却速度,与其与当前环境温度的温差成正比;
T
′
(
t
)
=
−
α
∗
(
T
(
t
)
−
C
)
T'(t)=-\alpha*(T(t)-C)
T′(t)=−α∗(T(t)−C)
其中
α
\alpha
α为一常数,C为室温,T(t)表示t时刻的温度;
温度随时间的变化关系推导:
∫
1
(
T
(
t
)
−
C
)
∗
d
T
=
∫
−
α
∗
d
t
\int{\frac{1}{(T(t)-C)}*d_T}=\int{-\alpha}*d_t
∫(T(t)−C)1∗dT=∫−α∗dt
l
n
(
T
(
t
)
−
C
)
−
l
n
(
T
(
t
0
)
−
C
)
=
−
α
∗
t
ln{(T(t)-C)}-ln{(T(t0)-C)}=-\alpha*t
ln(T(t)−C)−ln(T(t0)−C)=−α∗t
l
n
T
(
t
)
−
C
T
(
t
0
)
−
C
=
−
α
∗
t
ln{\frac{T(t)-C}{T(t0)-C}=-\alpha*t}
lnT(t0)−CT(t)−C=−α∗t
T
(
t
)
=
e
−
α
∗
t
∗
(
T
(
t
0
)
−
C
)
+
C
T(t)=e^{-\alpha*t}*(T(t0)-C) + C
T(t)=e−α∗t∗(T(t0)−C)+C
比热容
比热容,简称比热,表示物质提高温度需要的热量能力。
注: 吸收热量不一定能够引起温度变化,亦可能导致相变化,如物质的固、液、气等状态变化。
c
=
Q
m
∗
Δ
T
c=\frac{Q}{m*\Delta_{T}}
c=m∗ΔTQ
其中: c是比热,Q为吸收或释放的能量,m未物理质量,
Δ
T
\Delta_{T}
ΔT为温度的变化量;
量测数据及模拟
当
α
\alpha
α取值不同时刻,得到温度下降过程中的不同效果