تحسبون المسار الحراري بين مشتت ومكوّن؛ وموصّليات المواد معلومة، والهندسة معلومة — ومع ذلك تنحرف النتيجة عن القياس انحرافاً بيّناً. وما يغيب عادةً هو مقاومة التماس.
لماذا توجد
ليس هناك سطح مستوٍ حقاً. فحين يُضغط سطحان أحدهما على الآخر، تكون مساحة التماس الحقيقية كسراً صغيراً من المساحة الظاهرية؛ والفجوات بينهما مملوءة بالهواء (أو بمادة تماس). وعلى الحرارة أن تمر عبر نقاط التماس الضيقة تلك، وهذا يولّد مقاومة.
وتتوقف المقاومة على خشونة السطحين واستوائهما، وضغط التماس، وصلادة المادتين، وموصّلية مادة التماس وسماكتها.
حسٌّ بالمقدار
المقاومة الحرارية لجدار معدني رقيق مهملة عادةً؛ أما مقاومة سطح تماس في التجميع نفسه فقد تبلغ أضعافها. ولذلك فحلّ الصلب بالتفصيل مع إهمال مقاومة التماس ينفق الدقة في الموضع الخطأ.
مادة التماس ينبغي أن تكون رقيقة
الشحم الحراري أو الوسادة يوصّل أفضل من الهواء بكثير وأسوأ من المعدن بكثير. ولذلك فالسماكة المثلى هي الأرقّ التي ما تزال تملأ الفجوات. والإفراط في الشحم يزيد المقاومة — وهو خطأ شائع ومخالف للحدس.
النمذجة
تُعرَّف مقاومة التماس مباشرةً بوصفها مقاومة حرارية عند السطح البيني بين منطقتين؛ وهذا التعريف يلزم كل تحليل مقترن يحلّ جسماً صلباً. انظروا ملاحظة انتقال الحرارة المقترن.
وتأتي القيمة من الأدبيات أو من بيانات الصانع، وعدم يقينها كبير. والنهج الصحيح تشغيل طرفين معقولين وذكر مقدار انزياح النتيجة. فإن كانت حرارة النقطة الساخنة تتوقف بشدة على تلك القيمة، كان ذلك خطراً تصميمياً وينبغي ذكره.
المراجع
- JEDEC Solid State Technology Association. JESD51 — Methodology for the Thermal Measurement of Component Packages (Single Semiconductor Device).
- Shah, R. K. & Sekulić, D. P. (2003). Fundamentals of Heat Exchanger Design. John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/9780470172605