اهمیت در الکترونیک

هنگام طراحی بردهای PCB و اتصالات، باید تلافی انبساط حرارتی متفاوت قطعات و PCB را در نظر گرفت تا ترک‌خوردگی یا جدایی اتصالات رخ ندهد.

بخش سوم: مقدار گرما و ظرفیت گرمایی

📌 گرما (Heat)

گرما انرژی منتقل‌شده بین دو جسم با دمای متفاوت است.

بخش چهارم: قوانین ترمودینامیک

📌 قانون صفرم ترمودینامیک

اگر دو سیستم هرکدام با سیستم سومی در تعادل دمایی باشند، با یکدیگر در تعادل هستند.

کاربرد: اساس کار دماسنج‌ها

 تمرینات پایان فصل

سطح متوسط

۱. دمای یک تراشه از ۲۵°C به ۸۵°C افزایش می‌یابد. اگر ضریب انبساط طولی آلومینیوم $23\times 10^{-6}/°C$ باشد، تغییر طول یک قطعه ۱۰ سانتی‌متری چقدر است؟

۲. سیم‌پیچی از آلومینیوم به جرم ۵ کیلوگرم در مدت ۵ دقیقه ۱۰۰۰۰ ژول گرما دریافت می‌کند. افزایش دما را محاسبه کنید.

۳. موتوری با راندمان ۸۰% توان ورودی ۱۰ کیلووات دارد. چند وات گرما تولید می‌شود؟

سطح پیشرفته

۴. ترانسفورماتوری ۱۰ کیلووات با تلفات ۲% کار می‌کند:

• الف) گرمای تولیدی در یک ساعت چند کیلوژول است؟
• ب) اگر روغن ترانس ۵۰ کیلوگرم و $c_{oil}=2000$ J/kg·K باشد، دمای روغن چقدر افزایش می‌یابد؟

۵. کابلی به طول ۵۰۰ متر، مقاومت ۰.۲ Ω/km، جریان ۱۰۰ آمپر را منتقل می‌کند. اگر دمای محیط ۳۰°C باشد و جریان هوا خنک‌کننده باشد:

• توان گرمایی تولیدی را محاسبه کنید
• آیا نیاز به گرماگیر داریم؟ توضیح دهید.

🔑 خلاصه نکات کلیدی

✅ دما و واحدها

• سه مقیاس اصلی: سلسیوس، فارنهایت، کلوین
• رابطه تبدیل: $T_K=T_{°}C+273$

✅ انبساط حرارتی

• جامدات: $\Delta L=\alpha L_0\Delta T$
• $\beta \approx 3\alpha$ برای جامدات و مایعات
• در PCB و اتصالات الکترونیکی اهمیت دارد