Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Нагрев печатной платы

напряжение, ток, электрическое сопротивление, теплопроводность, конвекция, температура, Распределение тока в печатной плате, Распределение температуры в печатной плате, расчет электрического сопротивления, расчет теплопроводности

Пример подготовил Нильс Форструм (Nils Forsstrum)

Напряжение приложено к сторонам проводящей пластины, расположенной вертикально и окруженной снаружи воздухом. Проходящий ток нагревает пластину за счет резистивных потерь. Передняя и задняя стороны пластины охлаждаются воздухом в условиях естественной конвекции.

Тип задачи
Плоско-параллельная мультифизичная задача электрического поля постоянных токов и стационарной теплопередачи.

Геометрия

Дано
Толщина листа d = 0.035 мм;
Сопротивление материала ρ = 2·10^-8 Ом·м;
Ток I = 10 А;
Коэффициент теплопроводности λ = 380 Вт/К·м;
Коэффициент конвекции α = 10 Вт/К·м²;

Задание
Рассчитать распределение температуры и потенциала в проводящем листе.

Решение
Резистивные потери рассчитываются в задаче постоянных токов. Затем эти потери переносятся в связанную задачу теплопередачи.
Пластина охлаждается посредством конвекции. Тепловой поток равен:
F(T) = -α·(T - T₀),
где α - коэффициент конвекции,
T₀ - внешняя температура (принята равной 0).

Считая, что пластина тонкая, и её температура по толщине не меняется. Конвекцию с передней и задней стороны можно смоделировать объемным теплоотводом:
Q(T) = k · T, где k = 2α/d.

Результаты:
Распределение тока в печатной плате

Распределение температуры в печатной плате (превышение температуры)

Задача pcb_current.pbm относится к расчёту распределения тока, а pcb_heat.pbm - к анализу температурного поля.

• Скачать файлы задачи