O que é Resistência Térmica (Rth)?

É a medida da dificuldade que o calor encontra para fluir de um ponto a outro. É medida em °C/W (graus Celsius por Watt). Quanto menor o número, melhor o componente ou dissipador conduz o calor.

Posso usar um transistor TO-220 sem dissipador?

Depende da potência. Um TO-220 típico tem Rth(j-a) de 62°C/W. Se você dissipar 1 Watt, ele esquenta 62°C acima do ambiente. Se dissipar 2 Watts, ele sobe 124°C e provavelmente queima. Geralmente, acima de 1W, o dissipador é obrigatório.

Para que serve a Pasta Térmica?

As superfícies metálicas têm imperfeições microscópicas cheias de ar (que é isolante térmico). A pasta preenche esses vazios, melhorando a condutividade térmica entre o componente e o dissipador.

Dissipador Preto ou Prateado faz diferença?

Sim. O alumínio anodizado preto tem maior emissividade térmica, dissipando o calor por radiação infravermelha de 10% a 20% melhor que o alumínio polido (prateado) em convecção natural.

O que é Tj (Temperatura de Junção)?

É a temperatura no núcleo de silício dentro do chip. A maioria dos componentes suporta até 125°C ou 150°C. O objetivo do dissipador é manter o Tj abaixo desse limite.

O que é isolador de Mica ou Silicone?

Muitos transistores têm a carcaça metálica conectada a um pino (ex: Coletor). Se você parafusar vários num mesmo dissipador sem isolador elétrico (mica), você fechará um curto-circuito.

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Dissipação Térmica: Cálculos, Tabelas e Seleção de Dissipadores

Dissipação Térmica: Cálculos, Tabelas e Seleção de Dissipadores

Engenharia Térmica: Cálculos e Seleção

Como dimensionar dissipadores para que seus projetos não virem fumaça

Introdução

O calor é o inimigo número 1 da eletrônica. Um semicondutor operando 10°C acima do recomendado tem sua vida útil reduzida pela metade. Colocar um "pedaço de alumínio qualquer" pode funcionar para hobistas, mas na engenharia, precisamos de precisão.

Neste artigo técnico da FindComp, vamos ensinar a calcular exatamente qual dissipador você precisa para componentes críticos como o Regulador L7812CV ou o Triac TIC226M.

A Teoria: O Circuito Térmico

Para facilitar, usamos uma analogia elétrica. O calor flui como a corrente elétrica:

Potência Dissipada ($P_D$): É a "Corrente" (Watts).
Temperatura ($T$): É a "Tensão" (°C).
Resistência Térmica ($R_{\theta}$): É a "Resistência" (°C/W).

$$T_J = P_D \times (R_{\theta JC} + R_{\theta CS} + R_{\theta SA}) + T_A$$

$T_J$: Temp. Máxima da Junção (do Datasheet).
$T_A$: Temp. Ambiente (dentro da caixa).
$R_{\theta JC}$: Res. Junção-Carcaça (do componente).
$R_{\theta CS}$: Res. Carcaça-Dissipador (pasta térmica).
$R_{\theta SA}$: Res. Dissipador-Ar (O que vamos calcular!).

Estudo de Caso Prático: Dimensionando um Dissipador

Vamos supor que você está usando um regulador de tensão L7812CV (TO-220) para baixar de 24V para 12V, alimentando uma carga de 0.5A.

1. Calcular a Potência Dissipada ($P_D$) A diferença de tensão vira calor.
$P_D = (V_{in} - V_{out}) \times I$
$P_D = (24V - 12V) \times 0.5A = \mathbf{6 \text{ Watts}}$

2. Obter Dados do Datasheet (L7812CV)

$T_{J(max)}$: 150°C (Vamos usar 125°C por segurança).
$R_{\theta JC}$ (Junção-Carcaça): 5°C/W (Típico TO-220).

3. Definir Parâmetros de Montagem

$T_A$ (Ambiente): 45°C (Dia quente dentro de um painel).
$R_{\theta CS}$ (Pasta Térmica + Isolador): 1.0°C/W estimativa.

4. Calcular a Resistência Máxima do Dissipador ($R_{\theta SA}$) Qual a resistência total permitida?
$R_{Total} = \frac{T_{J(max)} - T_A}{P_D} = \frac{125 - 45}{6} = 13.3^\circ\text{C/W}$

Agora subtraímos as resistências internas:
$R_{\theta SA} = R_{Total} - R_{\theta JC} - R_{\theta CS}$
$R_{\theta SA} = 13.3 - 5 - 1 = \mathbf{7.3^\circ\text{C/W}}$

🎯 CONCLUSÃO: Você precisa de um dissipador com especificação de 7.3°C/W ou MENOR. Se você usar um de 15°C/W, o componente queimará.

Escolhendo o Dissipador na Loja

Dissipadores comerciais nem sempre informam o $R_{\theta SA}$ exato, mas podemos estimar pelo tamanho e área de superfície.

Tipo / Tamanho	Rth Típica	Capacidade Aprox.	Produto FindComp
Clip Pequeno (TO-220)	20 - 25 °C/W	1W a 2W	Dissipadores de encaixe rápido
Médio Aletado (20x30mm)	10 - 15 °C/W	3W a 5W	Dissipador 18x16x28mm
Grande Perfil (50x50mm)	3 - 6 °C/W	10W a 20W	Perfis industriais
Cooler Ativo (com Fan)	0.5 - 2 °C/W	50W+	Coolers de CPU

No nosso exemplo (6W e necessidade de 7.3°C/W), o modelo médio de 18x28mm (que tem ~14°C/W) NÃO SERIA SUFICIENTE sozinho. Você precisaria de um perfil maior ou adicionar ventilação forçada (Fan).

O Papel da Pasta Térmica e Isoladores

Nunca monte um componente de potência como o Diodo U10A6CI "a seco".

Sem Pasta: O contato metal-metal toca apenas em 10% da área (microscopicamente). O ar isola o resto.
Com Pasta: Preenche as lacunas, reduzindo o $R_{\theta CS}$ drasticamente.
Mica/Silicone: Necessários se você não puder conectar a carcaça do componente (que muitas vezes é viva eletricamente) ao dissipador. Note que isoladores aumentam um pouco a resistência térmica.

Perguntas Frequentes (FAQ)

1. Posso usar um TO-220 sem dissipador?

Um TO-220 tem resistência interna para o ar ($R_{\theta JA}$) de cerca de 62°C/W. Se você dissipar 1W, ele sobe 62°C. Num dia de 25°C, ele vai a 87°C (Quente, mas ok). Se dissipar 2W, vai a 149°C (Limite da queima). Regra prática: acima de 1W, use dissipador.

2. Dissipador preto é melhor?

Sim. O alumínio anodizado preto emite calor por radiação infravermelha melhor que o alumínio polido, melhorando a eficiência em cerca de 10-15% em convecção natural (sem ventoinha).

3. Posso colocar vários componentes no mesmo dissipador?

Sim, mas some as potências. Se tiver dois reguladores dissipando 5W cada, o dissipador precisa lidar com 10W totais. E cuidado com o curto-circuito pelas carcaças!

Conclusão

A dissipação térmica não é "chute", é ciência. Calcular corretamente garante que seus componentes caros, como IGBTs e MOSFETs, durem anos em vez de minutos.

Agora que você sabe o que precisa, confira nossa Seção de Dissipadores e Acessórios para encontrar o modelo ideal para seu projeto.

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