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=kdxdTA
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)1dT=αdt
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)=αt
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=αt
T ( t ) = e − α ∗ t ∗ ( T ( t 0 ) − C ) + C T(t)=e^{-\alpha*t}*(T(t0)-C) + C T(t)=eαt(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=mΔTQ
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

α \alpha α取值不同时刻,得到温度下降过程中的不同效果
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