Q = m c ΔT

Onde:

Q = energia térmica em Watts (W)
m = massa
c = calor específico
ΔT = diferença de temperatura

 

De maneira simplificada, precisamos interpretar a transferência de calor como sendo algo que ocorre de 3 maneiras diferentes.  Vamos considerar como exemplo um transistor fixado sobre um dissipador:

- o transistor vai esquentar e transferir o calor para o dissipador de calor, pois estão em contato físico.  Isto ocorre por um mecanismo bastante eficiente chamado Condução Térmica.

- o dissipador irá transferir o calor para o meio em que se encontra, normalmente pelo mecanismo de Conveção e pelo mecanismo de Radiação.  Estes dois mecanismos são os que limitam a refrigeração do transistor, pois são muito menos eficientes que o mecanismo de Condução Térmica.

 

Em outras palavras, o dissipador esquenta rápido mas não esfria tão rápido assim e é exatamente aí que pode estar a importância da massa do dissipador. 

 

Exemplo de dissipador onde MASSA é importante:  imagine um nobreak doméstico que irá funcionar por 3 minutos, depois irá desligar e neste nobreak existe um transistor que irá aquecer apenas durante estes 3 minutos de funcionamento.   O mais importante neste dissipador acoplado ao transistor é massa!  Não precisa nem mesmo ter aletas que aumentem a sua área, pois no curto intervalo de 3 minutos não dá tempo.  Depois de ter cumprido o seu papel de absorver o calor do transistor, o dissipador terá várias horas para  esfriar e retornar à temperatura ambiente.

 

Exemplo de dissipador onde ÁREA é importante:  uma luminária que permanecerá ligada por 8 horas ininterruptamente precisa ter elevada área superficial.   Se compararmos duas luminárias semelhantes e que possuem a mesma área superficial, sendo uma delas mais pesada que a outra, perceberemos que a luminária mais pesada irá demorar um pouco mais para atingir a temperatura de equilíbrio, mas ambas trabalharão na MESMA TEMPERATURA de equilíbrio por terem a mesma área superficial.  Para trabalhar mais fria, a luminária precisaria ter mais área superficial e não mais massa.

 

Considere os dois perfis abaixo, com geometrias praticamente idênticas e cuja principal diferença é a massa:

 

Se forem submetidos à mesma montagem, com a mesma potência, a diferença será que o dissipador mais leve irá aquecer mais rápido que o dissipador mais pesado.  Entretanto, a temperatura final será a mesma após atingirem o regime de trabalho, isto é, atingirão o equilíbrio térmico com a mesma temperatura. 

 

No exemplo acima com os modelos HS12544 e HS12545, o dissipador mais pesado irá chegar na mesma temperatura que o dissipador mais leve chegar. A única diferença será que o mais pesado irá demorar alguns minutos a mais.  O tempo de aquecimento que o mais pesado irá demorar a mais que o mais leve dependerá da potência aplicada.