Um chip, com base quadrada de lado , é montado em um substrato. O substrato comporta-se como um isolante ideal. O chip é resfriado por convecção forçada de ar através da sua superfície superior, que é a única não isolada pelo substrato.
A temperatura do ar é e o coeficiente de transferência de calor é . Sabendo-se que a temperatura da superfície superior do chip não pode exceder , responda qual é a maior potência que pode ser dissipada pelo chip.
Passo 1
Como a superfície inferior do chip é isolada termicamente, fazendo o balanço de energia no chip, temos que:
Nesse caso, temos apenas energia sendo gerada pelo chip e energia sendo retirada pela convecção entre o chip e o ar. Dessa forma:
Passo 2
A maior potência dissipada pelo chip será aquela quando o mesmo atingir a temperatura limite de . Dessa forma, a potência dissipada será:
Substituindo os valores:
