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熱抵抗とは?

ねつていこう

抵抗とは、熱の流れにくさを表す指標で、ある部位を通じて熱が伝わる際の温度差と熱流量の比として定義されます。

抵抗(ねつていこう、Thermal Resistance)とは、熱の伝わりにくさを定量的に表す物理量です。電気回路における電気抵抗と対比される概念で、単位は一般的に「℃/W(ケルビンワット、K/W)」が使われます。熱抵抗が大きいほど、同じ熱量が流れるときに生じる温度差が大きくなります。

基本的な関係式は次のように表されます:熱抵抗 = 温度差(℃)÷ 熱流量(W)。これはオームの法則「電圧 = 電流 × 電気抵抗」と対応しており、温度差が「電圧」、熱流量が「電流」に相当します。

熱抵抗は以下の場面で特に重要です。

  • 電子機器の熱設計:CPUやパワートランジスタなどの半導体デバイスは発熱が大きく、ジャンクション(接合部)から外気までの熱抵抗を把握して放熱設計を行う。
  • 建築断熱:壁・床・屋根の断熱材の熱抵抗(R値)を計算し、建物全体の断熱性能を評価する。
  • 工業プロセス:熱交換器や配管系統での熱損失計算に使用される。

熱抵抗は材料の熱伝導率・厚さ・面積によって決まり、直列接続では合計値が加算されます。電子部品のデータシートでは「θja(ジャンクション‐周囲間熱抵抗)」などとして必ず記載されており、熱設計の基礎知識として不可欠な概念です。

使い方・例文

CPUクーラーや放熱グリスの性能比較、半導体部品のデータシートを読む場面で「熱抵抗(θja)」という用語が登場します。数値が小さいほど放熱性能が優れていることを示します。

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