Тепловая защита.

В силу того, что источники тепловой энергии (ИС, транзисторы, реле, двигатели и т.д.) распределены по объему аппарата не равномерно и передача тепла в различных направлениях также происходит с различной интенсивностью, точное определение температуры каждой конкретной точке аппарата представляет собой сложную задачу, которую на практике решают приближенными методами.

Одним из таких методов, позволяющим сравнительно просто дать оценку значения температуры внутри аппарата при удовлетворительных погрешностях, является метод нагретой зоны. Сущность его заключатся в том, что часть объема аппарата, в котором расположены тепловыделяющие элементы, заменяется одним или несколькими условными телами, имеющими простую геометрическую форму (параллелепипед, цилиндр, шар). Каждое из этих условных тел называется нагретой зоной. Нагретую зону представляют как однородное тело, с равномерно распределенными источниками энергии, имеющие одинаковую температуру поверхности (изометрическая поверхность). Точно также изометрической условно считают поверхность кожуха в который заключена нагретая зона.

Теплопроводность.

Это способность тела передавать тепло от точек с более высокой температурой к точкам с более низкой температурой. Мощность, отдаваемая за счет теплопроводности однородным телом, и имеющим однородное сечение.

, где (1)

-коэффициент теплопроводности, зависящий от физических свойств материала, Вт/(м×град);

S - площадь поперечного сечения тала, м²;

-его длинна, м;

Dt-разность температур между концами теплопроводящего тала;

Значения для некоторых материалов приведены в таблице:

Наименование материала	at Вт/(м×град)	Наименование материала	at Вт/(м×град)
медь	392	полихлорвинил	0,44
алюминий	208	картон	0,23
сталь	45	пенопласт	0,05
слюда	0,58	воздух	0,02

Входящий в формулу сомножитель называют тепловой проводимостью, а обратную величину тепловым сопротивлением:

(2)

Теперь формулу (1) можно записать так:

(3)

Эта формула по своей структуре аналогична формуле закона Ома для цепи с электрическим током . Используя эту аналогию, можно для расчета теплового сопротивления можно пользоваться применяемыми в электронике формулами для параллельного и последовательного включения резисторов. Такой метод удобно использовать в тех случаях, когда теплопроводящее тело имеет неоднородную структуру.

Несколько примеров показаны на рисунке 1.

Рис. 1. Эквивалентные схемы теплопроводящего тела с неоднородной структурой.

а) последовательное включение теплопроводников;

б) параллельное включение теплопроводников;

в) комбинированное включение теплопроводников.

Как видно из рисунка, между поверхностями А и Б имеющими температуры t₁ иt₂ (t₁-t₂=D), расположены насколько теплопроводящих тел, обладающих тепловыми сопротивлениямиR_1т;R_2тиR_3т .

Общее тепловое сопротивление может быть вычислено для случая:

а) R_общ= R_1т +R_2т +R_3т;

б);

в) ;

Чаще всего в процессе передачи теплоты от кожуха аппарата к окружающей среде роль теплопроводности незначительна. Это связанно с тем, что площадь теплового контакта Sмежду кожухом и основанием, на котором он закреплен, всегда во много раз меньше площади кожуха. Однако а процессе отвода теплоты от отдельных элементов, рассеивающих большую мощность, к расположенным рядом элементам конструкции роль теплопроводности может быть решающей.