Diferencia entre revisiones de «Temperatura de funcionamiento»
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Una '''temperatura de operación''' es la [[temperatura]] a la cual opera un dispositivo eléctrico o mecánico. El dispositivo funcionará de manera efectiva dentro de un rango de temperatura específico que varía según la función del dispositivo y el contexto de la aplicación, y varía desde la '''temperatura de operación mínima''' a la '''temperatura de operación máxima'''. Fuera de este rango de '''temperaturas de funcionamiento seguro,''' el dispositivo puede fallar. Los dispositivos aeroespaciales y militares generalmente operan en un rango de temperatura más amplio que los dispositivos industriales; los dispositivos de grado comercial generalmente tienen el rango de temperatura de operación más estrecho.
Es un componente de la [[ingeniería de confiabilidad]].
De manera similar, los sistemas biológicos tienen un rango de temperatura viable, que podría denominarse "temperatura de funcionamiento".
== Rangos ==
La mayoría de los dispositivos se fabrican en varios grados de temperatura. Los grados ampliamente aceptados <ref><div> www.ti.com% 2Flit% 2Fan% 2Fspra953c% 2Fspra953c.pdf & usg = AOvVaw3APC_MT12EUr3i-G3oKy0R </div></ref> <ref><div> www.analog.com% 2Fen% 2Ftechnical-articles% 2Fdata-sheet-intricacies-absolute-maximum-maximum-ratings-and-thermal-resistances.html & usg = AOvVaw1YD6OGZro4noj3OzLvrgWL </div></ref> son:
* Comercial: 0 a 70 °C
* Industrial: −40 a 85 °C
* Militar: −55 a 125 °C
Sin embargo, cada fabricante define sus propios grados de temperatura, por lo que los diseñadores deben prestar mucha atención a las especificaciones reales de la [[Ficha técnica|hoja de datos]] . Por ejemplo, [[Altera]] utiliza cinco grados de temperatura para sus productos: {{sfn|Altera Corporation}}
* Comercial: 0
* Industrial: −40
*
* Extendido: −40 a 125 °C
* Militar: −55 a 125 °C
El uso de dichos grados garantiza que un dispositivo sea adecuado para su aplicación y que resista las condiciones ambientales en las que se utiliza. Los rangos normales de temperatura de funcionamiento se ven afectados por varios factores, como la disipación de energía del dispositivo.{{sfn|Analog Devices}} Estos factores se utilizan para definir la "temperatura de umbral" de un dispositivo, es decir, su temperatura de funcionamiento normal máxima y una temperatura de funcionamiento máxima a partir de la cual el dispositivo ya no funcionará. Entre estas dos temperaturas, el dispositivo funcionará a un nivel no pico.{{sfn|Analog Devices|loc=Power dissipation}} Por ejemplo, una [[Resistor|resistencia]] puede tener una temperatura de umbral de 70 °C y una temperatura máxima de 155 °C, entre los que se exhibe una [[Derating|reducción]] térmica.{{sfn|Analog Devices}}
Para los dispositivos eléctricos, la temperatura de funcionamiento puede ser la [[Junction temperature|temperatura de unión]] (T<sub>J</sub>) del [[semiconductor]] en el dispositivo. La temperatura de la unión se ve afectada por la temperatura ambiente, y para [[Circuito integrado|los circuitos integrados]] , viene dada por la ecuación: {{sfn|Vassighi|Sachdev|2006|p=32}}
: <math>T_J = T_a + P_D \times R_{ja}</math>
en donde T<sub>J</sub> es la temperatura de la unión en ° C, T<sub>a</sub> es la temperatura ambiente en °C, P<sub>D</sub> es la disipación de potencia del circuito integrado en [[Vatio|W]] , y R<sub>ja</sub> es la unión a la [[resistencia térmica]] ambiental en °C / W .
== Aeroespacial y militar ==
Los dispositivos eléctricos y mecánicos utilizados en aplicaciones militares y aeroespaciales pueden necesitar soportar una mayor variabilidad ambiental, incluido el rango de temperatura.
En el [[Departamento de Defensa de los Estados Unidos|Departamento de Defensa de]] los [[Departamento de Defensa de los Estados Unidos|Estados Unidos]], se definió el Estándar Militar de los Estados Unidos para todos los productos utilizados por las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos. El diseño ambiental de un producto y los límites de las pruebas a las condiciones que sufrirá durante toda su vida útil se especifican en [[MIL-STD-810]] , la ''Norma del Método de Prueba'' del ''Departamento de Defensa para Consideraciones de Ingeniería Ambiental y Pruebas de Laboratorio''. {{sfn|United States Department of Defense}}
El estándar MIL-STD-810G especifica que la "estabilización de la temperatura de funcionamiento se alcan''za cuando la temperatura de la(s) parte(s) de funcionamiento del elemento de prueba que se considera que tiene el retraso térmico más largo está cambiando a una tasa de no más de 2.0 °C (3.6 °F) por hora'' ". {{sfn|United States Department of Defense}} También especifica procedimientos para evaluar el rendimiento de los materiales a [[Structural load#Environmental loads|cargas de temperaturas]] extremas. {{sfn|United States Department of Defense|loc=section 2.1.1}}
Las palas de las turbinas de motores militares experimentan dos esfuerzos de deformación significativos durante el servicio normal, la [[Deformación por fluencia lenta|deformación]] y [[Fatiga de materiales|la fatiga térmica]] . {{sfn|Branco|Ritchie|Sklenička|1996}} vida útil de un material es ''"altamente dependiente de la temperatura de operación",'' {{sfn|Branco|Ritchie|Sklenička|1996}} y el análisis de fluencia es, por lo tanto, una parte importante de la validación del diseño. Algunos de los efectos del arrastre y la fatiga térmica pueden mitigarse al integrar los sistemas de enfriamiento en el diseño del dispositivo, reduciendo la temperatura máxima experimentada por el metal. {{sfn|Branco|Ritchie|Sklenička|1996}}
== Comercial y minorista ==
Los productos comerciales y minoristas se fabrican con requisitos menos estrictos que los de aplicaciones militares y aeroespaciales. Por ejemplo, los [[microprocesador]]es producidos por [[Intel Corporation]] se fabrican en tres grados: comercial, industrial y ampliado. {{sfn|Pentium Processor Packing Identification Codes|ps=Intel's packaging indicates the processors operating temperature range by denoting it with a grade: 'Q' (commercial grade), 'I' (industrial grade), and 'L' or 'T' (extended grade). It also has an automotive grade 'A'}}
Debido a que algunos dispositivos generan calor durante la operación, pueden requerir [[Disipador|administración térmica]] para garantizar que se encuentren dentro de su rango de temperatura de operación especificado; específicamente, que están operando a la temperatura máxima de funcionamiento del dispositivo o por debajo de esta. {{sfn|Intel Corporation}} [[Computer cooling|enfriar]] un microprocesador montado en una configuración comercial o minorista típica, se requiere "un disipador térmico correctamente montado en el procesador y un flujo de aire efectivo a través del chasis del sistema". {{sfn|Intel Corporation}} sistemas están diseñados para proteger al procesador de condiciones de funcionamiento inusuales, como "temperaturas del aire ambiente más altas de lo normal o falla de un componente de gestión térmica del sistema (como un ventilador del sistema)", {{sfn|Intel Corporation}} aunque en "un diseño adecuado sistema, esta característica nunca debe activarse ". {{sfn|Intel Corporation}} enfriamiento y otras técnicas de gestión térmica pueden afectar el rendimiento y el nivel de ruido. {{sfn|Intel Corporation}} posible que se requieran estrategias de [[Aislamiento acústico|mitigación del ruido]] en las aplicaciones residenciales para garantizar que el nivel de ruido no sea incómodo.
La vida útil y la eficacia de la batería se ven afectadas por la temperatura de funcionamiento. {{sfn|Crompton|2000}} eficacia se determina comparando la vida útil alcanzada por la batería como porcentaje de su vida útil alcanzada a 20 °C contra la temperatura. [[Resistencia eléctrica|La carga óhmica]] y la temperatura de operación a menudo determinan conjuntamente la velocidad de descarga de una batería. {{sfn|Crompton|2000|p=figure 30.33}} Además, si la temperatura de operación esperada para una batería primaria se desvía del rango típico de 10 ° C a 25 ° C, entonces la temperatura de operación "a menudo tendrá una influencia en el tipo de batería seleccionada para la aplicación. {{sfn|Crompton|2000|loc=section 2.1|p=2/5}} Se ha demostrado que la recuperación de energía de la [[Batería de litio|batería de dióxido de azufre y litio]] parcialmente agotada mejora cuando "aumenta adecuadamente la temperatura de funcionamiento de la batería". {{sfn|Dougal|Gao|Jiang|2005}}
== Biología ==
Los mamíferos intentan mantener una temperatura corporal confortable en diversas condiciones mediante [[termorregulación]] , parte de la [[homeostasis]] de los mamíferos. La temperatura normal más baja de un mamífero, la [[Temperatura basal|temperatura corporal basal]] , se alcanza durante el sueño. En las mujeres, se ve afectada por la ovulación, causando un patrón bifásico que puede ser utilizado como un componente de la conciencia de la [[Fertility awareness|fertilidad]] .
En los humanos, el [[hipotálamo]] regula el [[metabolismo]] y, por lo tanto, la [[Metabolismo basal|tasa metabólica basal]] . Entre sus funciones se encuentra la regulación de la temperatura corporal. La temperatura corporal central es también uno de los marcadores de fase clásicos para medir la sincronización del [[ritmo circadiano]] de un individuo. {{sfn|Benloucif|Guico|Reid|Wolfe|2005}}
Los cambios en la [[Human body temperature|temperatura]] normal del cuerpo humano pueden causar molestias. El cambio más común es la [[fiebre]], una elevación temporal del punto de ajuste termorregulador del cuerpo, generalmente alrededor de 1–2 °C (1.8–3.6 °F). [[Hipertermia|La hipertermia]] es una condición aguda causada por el cuerpo que absorbe más calor del que puede disiparse, mientras que la [[hipotermia]] es una condición en la cual la temperatura central del cuerpo desciende por debajo de la requerida para el metabolismo normal, y es causada por la incapacidad del cuerpo para reponer el calor perdido ante el medio ambiente. {{sfn|Marx|2010|p=1870}}
== Notas ==
<references group="" responsive=""></references>
== Referencias ==
{{refbegin|30em}}
* {{cite journal|journal=Journal of Biological Rhythms|url=http://jbr.sagepub.com/cgi/content/abstract/20/2/178|title=Stability of Melatonin and Temperature as Circadian Phase Markers and Their Relation to Sleep Times in Humans|last1=Benloucif|first1=S.|last2=Guico|first2=M.J.|last3=Reid|first3=K.J.|last4=Wolfe|first4=L.F.|last5=L'Hermite-Baleriaux|first5=M.|last6=Zee|first6=P.C.|publisher=SAGE Publications|year=2005|volume=20|issue=2|pages=178–188|issn=0748-7304|doi=10.1177/0748730404273983|pmid=15834114|accessdate=27 de enero de 2010|ref=harv}}
* {{cite book|title=Mechanical behaviour of materials at high temperature|last=Branco|first=Carlos Moura|last2=Ritchie|first2=Robert O.|last3=Sklenička|first3=Václav|publisher=Springer|year=1996|isbn=978-0-7923-4113-0}}
* {{cite book|title=Battery reference book|chapter=Effects of operating temperature on service life|last=Crompton|first=Thomas Roy|publisher=Newnes|year=2000|isbn=978-0-7506-4625-3|ref=harv}}
* {{cite journal|journal=Journal of Power Sources|title=Effectiveness analysis of energy reclamation from partially depleted batteries|last1=Dougal|first1=Robert A.|last2=Gao|first2=Lijun|last3=Jiang|first3=Zhenhua|publisher=Elsevier B.V.|volume=140|issue=2|date=2 de febrero de 2005|pages=409–415|doi=10.1016/j.jpowsour.2004.08.037|ref=harv}}
* {{cite book|title=Rosen's emergency medicine: concepts and clinical practice|edition=7th|last=Marx|first=John|year=2010|publisher=Mosby/Elsevier|location=Philadelphia, PA|isbn=978-0-323-05472-0|ref=harv}}
* {{cite book|title=Rocket and Spacecraft Propulsion: Principles, Practice and New Developments|series=Springer Praxis Books / Astronautical Engineering|last=Turner|first=Martin J. L.|publisher=Springer|year=2009|isbn=978-3-540-69202-7|oclc=475771458|ref=harv}}
* {{cite book|title=Thermal and Power Management of Integrated Circuits|series=Integrated Circuits and Systems|last1=Vassighi|first1=Arman|last2=Sachdev|first2=Manoj|date=2006|isbn=9780387257624|ref=harv}}
* {{cite web|url=http://www.altera.com/devices/common/ind/ind-temp.html#table1|title=Enhanced temperature device support|publisher=[[Altera]] Corporation|accessdate=27 de febrero de 2014|ref={{harvid|Altera Corporation}}}}
* {{cite web|url=http://www.analog.com/static/imported-files/rarely_asked_questions/moreInfo_raq_resistors.html|title=Resistors in Analog Circuitry|publisher=[[Analog Devices]]|accessdate=27 de febrero de 2014|ref={{harvid|Analog Devices}}}}
* {{cite web|url=http://www.intel.com/cd/channel/reseller/asmo-na/eng/products/server/platform/5000/integrate/platform-integ/thermal-guideline/35981.htm#thermal%20management|title=Intel Xeon Processor — Thermal Management|publisher=Intel Corporation|accessdate=27 de enero de 2010|ref={{harvid|Intel Corporation}}}}
* {{cite web|url=http://www.intel.com/support/processors/pentium/sb/cs-011035.htm|title=Intel Pentium Processor Packing Identification Codes|publisher=[[Intel Corporation]]|date=12 de mayo de 2004|accessdate=27 de enero de 2010|ref={{harvid|Pentium Processor Packing Identification Codes}}}}
* {{cite web|title=MIL-STD-810G: Test Method Standard for Environmental Engineering Considerations and Laboratory Tests|url=http://www.dtc.army.mil/publications/MIL-STD-810G.pdf|publisher=[[United States Department of Defense]]|date=31 de octubre de 2008|ref={{harvid|United States Department of Defense}}|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110927224842/http://www.dtc.army.mil/publications/MIL-STD-810G.pdf|archivedate=27 de septiembre de 2011|df=}}
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{{Control de autoridades}}
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