W zadaniu wykorzystuje się standardowy model rezystancji termicznej elementu: przy stanie ustalonym przyrost temperatury między złączem a otoczeniem jest proporcjonalny do mocy strat wydzielanej w złączu.
Zależność ma postać: ΔT = P · ΣRt, gdzie ΔT to różnica temperatur (Tj−Tamb), P to moc strat (w watach), a ΣRt to całkowita rezystancja termiczna złącze→obudowa→otoczenie (w °C/W). Po przekształceniu: P = ΔT / ΣRt.
Obliczenia:
- ΔT = 120°C − 20°C = 100°C
- P = 100°C / (50°C/W) = 2 W
Odpowiedź "2 W" jest poprawna, bo dokładnie spełnia relację między różnicą temperatur a rezystancją termiczną. Interpretacyjnie oznacza to, że przy 2 W strat i podanej ΣRt złącze będzie o 100°C cieplejsze od otoczenia.
Pozostałe wartości są niepoprawne:
- "1 W" dawałoby ΔT = 1 W · 50°C/W = 50°C, czyli przy Tamb=20°C złącze miałoby 70°C, a nie 120°C.
- "0,5 W" odpowiadałoby ΔT = 25°C (Tj=45°C), co jest sprzeczne z danymi w treści.
- "10 W" oznaczałoby ΔT = 500°C, czyli Tj byłoby skrajnie wyższe od otoczenia, co nie zgadza się z podaną temperaturą złącza.
W praktyce technik elektronik używa tej zależności do szybkiego sprawdzenia, czy dla danego chłodzenia (ΣRt) i temperatury otoczenia element nie przekroczy dopuszczalnej temperatury złącza.
