Поверхность радиатора

Здесь С — коэффициент, учитывающий отдачу тепла проводником в окружающую среду, Вт/ (см2-0 С); 5 — поверхность проводника, см2.

Погонное сопротивление потерь коаксиальной линии зависит от частоты. Это связано с тем, что на высоких частотах ток проводимости «вытесняется» на поверхность проводника (поверхностный эффект). Расчетная формула имеет вид

Пусть проводник имеет прямоугольное поперечное сечение с границами х= + а/2, у— ±Ь/2 и его длина вдоль оси z много больше а и Ь. Поверхность проводника охлаждается за счет конвективного теплообмена с хладагентом. Тогда распределение Т по сечению проводника определяется уравнением

Оптимальная совокупность свойств (проводимость, адгезия, облуживаемость) обеспечивается в том случае, когда в результате диффузии и химического взаимодействия элементов стеклосвязки с керамической подложкой образуется плотный приконтактный слой. При этом поверхность проводника представляет собой плотный, сплошной слой металла, полученный при спекании отдельных металлических частиц.

Распространение плоской волны в проводящей среде. Простейшим является случай, когда плоская поляризованная волна падает перпендикулярно на плоскую поверхность проводника достаточно большой площади.

Если проводнику сообщить заряд, то под действием сил отталкивания элементы этого заряда будут перемещаться по проводнику и сосредоточиваться на его поверхности в слое, который можно считать бесконечно тонким. Внутри проводника электростатическое поле существовать не может. Напряженность электрического поля Е внутри проводника должна равняться нулю. Все точки проводника должны иметь один и тот же потенциал, а это значит, что поверхность проводника представляет собой эквипотенциальную поверхность.

Если внести металлический проводник во внешнее электрическое поле, то под действием сил поля свободные электроны начнут перемещаться по проводнику. На одной части поверхности проводника сосэедоточатся отрицательные заряды, на противоположной — положительные. Напряженность электрического поля внутри проводника станет равной нулю. Поверхность проводника будет границей электростатического поля, которое локализовано в диэлектрике, окружающем проводник.

Распространение плоской волны в проводящей среде. Простейшим является случай, когда плоская поляризованная волна падает перпендикулярно на плоскую поверхность проводника достаточно большой площади.

На 3-30 показана картина поля вокруг незаряженного металлического шара при помещении его в однородное поле (пунктиром показаны линии первоначального поля). Поскольку поверхность проводника эквипотенциальна, линии поля нормальны к поверхности шара.

Значение поверхностной плотности сил, действующих на поверхность проводника, обычно невелико. Так, для проводника в воздухе, принимая во внимание, что из условия пробоя а не может превосходить значения 2,65 • 10~ к/л*2 (см. § 4-11), нетрудно определить, что /0 не может быть больше

Таким образом, в самом диэлектрике такое поле ничем не ртли-чается от электростатического. Однако граничные условия на поверхности проводников уже не соответствуют тем, которые имеют место в электростатике. В случае электростатической задачи поверхность каждого проводника является поверхностью равнрго потенциала. При прохождении по проводнику электрического тока в проводнике возникает падение потенциала, и, следовательно, поверхность проводника уже не будет равнопотенциальной. Линии напряженности электрического поля в диэлектрике подходят к поверхности проводника не под прямым углом, так как на поверхности проводника появляется, касательная составляющая напряженности поля в направлении линий тока. На 8-1 показан характер линий напряженности электрического поля около проводов линии передачи. С принципиальной точки зрения, указанное обстоятельство существенно осложняет расчет поля, однако практически во многих случаях его можно не учитывать, так как обычно падение напряжения вдоль проводников на длине, сравнимой с -расстоянием между проводниками, ничтожно мало по сравнению с разностью потенциалов проводников. ч

Чтобы радиатор эффективно выполнял свои функции, он должен обладать следующими свойствами: 1) тепловое сопротивление в месте контактирования источника тепловой энергии (например, корпуса транзистора) с радиатором должно быть минимальным; 2) поверхность радиатора, отдающая теплоту окружающему воздуху, должна быть максимально возможной; 3) тепловое сопротивление радиатора должно быть минимальным.

Чтобы иметь малое тепловое сопротивление между корпусом ППП и радиатором, необходимо обеспечить большую площадь соприкосновения двух деталей. Поэтому поверхность радиатора в месте соприкосновения с ППП тщательно обрабатывают, так как микронеровности поверхности резко сокращают фактическую площадь теплового контакта.

Контактирующая с транзистором поверхность радиатора не должна иметь раковин, заусениц, царапин и выбоин. Для крепления транзистора к радиатору применяют различный крепеж (болты, фланцы, резьбовые отверстия). В радиаторе под каждый вывод сверлятся отверстия, которые должны иметь минимальный диаметр. Отвод тепла улучшается при вертикальном расположении теплоотвода. Излучательную способность радиатора улучшают чернением (анодированием). Тепловое сопротивление черненных радиаторов примерно на 10% меньше, чем неокрашенных. Для уменьшения общего теплового сопротивления радиатор всегда изолируется от корпуса аппаратуры. Для транзисторов большой мощности применяется принудительное охлаждение.

где Fuap — наружная поверхность радиатора; внутренняя поверхность радиатора.

где FHap — наружная поверхность радиатора; FBt — внутренняя поверхность радиатора.

Для расчёта необходимой поверхности охлаждения радиатора для транзистора можно воспользоваться приближённой формулой, связывающей полную поверхность радиатора Sp (с обеих сторон) с наружным тепловым сопротивлением Rma и справедливой для вертикальной чистой металлической пластины при естественном охлаждении воздухом при нормальном атмосферном давлении:

Для уменьшения разности температур между корпусом транзистора и радиатором следует снижать тепловое сопротивление между ними. Для этого поверхность радиатора или теплоотвода в месте крепления транзистора выравнивают и зачищают; контактную поверхность транзистора также зачищают и плотно прижимают его к охлаждающей поверхности.

Приближенно в °С/Вт [14, с. 124] Rthca~ 1400/5Г, где 5Г — • полная поверхность радиатора в см2. >

Для расчёта необходимой поверхности охлаждения радиатора для транзистора можно воспользоваться приближённом формулой, связывающей полную поверхность радиатора Sp (с обеих сторон) с наружным тепловым сопротивлением Rmit и справедливой для вертикальной чистой металлической пластины при естественном охлаждении воздухом при нормальном атмосферном давлении:

Для уменьшения разности температур между корпусом транзистора и радиатором следует снижать тепловое сопротивление между ними. Для этого поверхность радиатора или теплоотвода в месте крепления транзистора выравнивают и зачищают; контактную поверхность транзистора также зачищают и плотно прижимают его к охлаждающей поверхности.

где FHap — наружная поверхность радиатора; FBT — внутренняя поверхность радиатора.