Αναγνώστες σαν εσάς βοηθούν στην υποστήριξη του MUO. Όταν κάνετε μια αγορά χρησιμοποιώντας συνδέσμους στον ιστότοπό μας, ενδέχεται να κερδίσουμε μια προμήθεια θυγατρικών.
Η υπερθέρμανση είναι προβληματική για τις συσκευές σας. γι' αυτό η αφαίρεση θερμότητας είναι ζωτικής σημασίας για τον έλεγχο της θερμοκρασίας ηλεκτρονικών συσκευών ή παρόμοιων πηγών θερμότητας.
Οι ψύκτρες θερμότητας χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικές συσκευές για τη διοχέτευση θερμικής ενέργειας στο περιβάλλον και την ψύξη των συσκευών σας. Τι είναι όμως ακριβώς η ψύκτρα και πώς λειτουργεί;
Πώς παράγεται θερμότητα σε ηλεκτρονικές συσκευές και συστήματα
Στη σύγχρονη εποχή, είμαστε περιτριγυρισμένοι από ηλεκτρονικά συστήματα και gadget. Από ένα τσιπ μικροεπεξεργαστή έως έναν σταθμό πομποδέκτη βάσης (BTS) για συστήματα κινητής επικοινωνίας, τα ηλεκτρονικά προϊόντα χρειάζονται ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσουν.
Ενώ ένα μέρος αυτής της ισχύος χρησιμοποιείται για τη λειτουργία της συσκευής, το υπόλοιπο διαχέεται (ανάλογα με την απόδοση της συσκευής), κυρίως με τη μορφή θερμότητας.
Ωστόσο, λόγω της σμίκρυνσης των συσκευών, οι ηλεκτρονικές συσκευές δεν μπορούν να συσσωρεύσουν θερμότητα και πρέπει να βυθίσουν αυτή τη θερμική ενέργεια στο περιβάλλον. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται συχνά ψύκτρες.
Τι είναι η ψύκτρα;
Η ψύκτρα είναι ένα μέρος που εφαρμόζεται σε μια καυτή ηλεκτρονική συσκευή για να απορροφήσει τη θερμότητά της μέσω της αγωγιμότητας και στη συνέχεια να εκτοξεύσει αυτήν την ενέργεια στο περιβάλλον περιβάλλον μέσω μεταφοράς και ακτινοβολίας. Μια κοινή δομή μιας ψύκτρας είναι όπως φαίνεται παρακάτω:
Οι ηλεκτρονικές συσκευές έχουν σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να διαθέτουν ελάχιστη διεπαφή και θερμικά αγώγιμα υλικά χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση μιας πηγής παραγωγής θερμότητας και μιας ψύκτρας έτσι ώστε η θερμότητα να μην μπορεί να συσσωρευτεί στο εσωτερικό του συσκευή. Οι ψύκτρες θερμότητας έχουν σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να παρέχουν μια διαδρομή χαμηλής θερμικής αντίστασης στις συσκευές για την αφαίρεση θερμότητας.
Μηχανισμός ψύξης θερμότητας
Οι ψύκτρες είναι κατασκευασμένες από θερμικά αγώγιμα υλικά, συνηθέστερα από Αλουμίνιο (θερμική αγωγιμότητα: 237 W/m K). Το αλουμίνιο είναι ένα μέταλλο χαμηλού κόστους σε σύγκριση με άλλα θερμικά αγώγιμα υλικά όπως το ασήμι και ο χρυσός.
Η θερμότητα από ένα σχετικά μικρό ηλεκτρονικό περίβλημα απορροφάται από μια επίπεδη μεταλλική πλάκα μέσω της αγωγιμότητας. Η διεξαγωγή συχνά διευκολύνεται με την εφαρμογή α θερμοαγώγιμη πάστα μεταξύ του εξωτερικού περιβλήματος της ηλεκτρονικής συσκευής και της ψύκτρας. Αυτό εξασφαλίζει σωστή φυσική επαφή με πάστα υψηλής θερμικής αγώγιμης.
Η θερμότητα από ένα σχετικά μικρότερο ηλεκτρονικό περίβλημα προορίζεται να εξαπλωθεί στη μεγαλύτερη επιφάνεια της ψύκτρας μέσω αγωγιμότητας.
Ωστόσο, η θερμική ενέργεια υφίσταται αντίσταση εξάπλωσης θερμότητας όταν μια μικρότερη επιφάνεια της πηγής θερμότητας έρχεται σε φυσική επαφή με μια μεγαλύτερη επιφάνεια της ψύκτρας. Γι' αυτό είναι σημαντικό να ελέγχετε την αντίσταση διάδοσης επιλέγοντας το κατάλληλο πάχος επαφής της πλάκας βάσης της ψύκτρας.
Μια ψύκτρα με ελάχιστη αντίσταση εξάπλωσης διασφαλίζει ότι η θερμότητα κατανέμεται σχεδόν ομοιόμορφα στη βάση και τα πτερύγια. Έτσι, η επιφάνεια της ψύκτρας χρησιμοποιείται αποτελεσματικά. Ωστόσο, ο υπολογισμός της αντίστασης διασποράς είναι εκτός του πεδίου εφαρμογής αυτού του άρθρου.
Στην άλλη πλευρά της πλάκας βάσης της ψύκτρας, χρησιμοποιούνται πολλά μεταλλικά πτερύγια για να παρέχουν αυξημένη επιφάνεια για τη θερμική μεταφορά της θερμότητας. Τα πτερύγια δεν τοποθετούνται πολύ κοντά μεταξύ τους καθώς αυτό μπορεί να εμποδίσει την ικανότητα του ρευστού, δηλαδή του αέρα, στις περισσότερες περιπτώσεις, να ρέει ελεύθερα μεταξύ των πτερυγίων για να διαχέει τη θερμότητα.
Φυσικό vs. Αναγκαστική ψύξη
Η ομοιόμορφα κατανεμημένη θερμότητα στη βάση της ψύκτρας χρησιμοποιεί ολόκληρη την επιφάνεια που παρέχεται από τα πτερύγια για να εκτοξεύει θερμότητα στον ατμοσφαιρικό αέρα χρησιμοποιώντας είτε φυσική μεταφορά είτε εξαναγκασμένη μεταφορά αέρα.
Η φυσική συναγωγή είναι μια διαδικασία κατά την οποία ο ατμοσφαιρικός αέρας απομακρύνει τη θερμική ενέργεια από τα πτερύγια της ψύκτρας χρησιμοποιώντας τη φυσική ροή του ρευστού, δηλαδή, χωρίς να ασκεί πίεση μέσω μιας εξωτερικής πηγής. Σε αυτή τη διαδικασία, η ροή ή η ταχύτητα των μορίων του υγρού είναι αργή.
Στη μέθοδο εξαναγκασμένης μεταφοράς για ανταλλαγή θερμότητας, χρησιμοποιείται φυσητήρας ή ανεμιστήρας για την αύξηση της ταχύτητας ροής ρευστού μέσω της επιφάνειας στα πτερύγια της ψύκτρας. Είτε α DC ή ανεμιστήρας PWM μπορεί να χρησιμοποιηθεί.
Η αυξημένη ροή αέρα έχει ως αποτέλεσμα περισσότερη θερμότητα να απομακρύνεται από την ψύκτρα. Συνήθως, η εξαναγκασμένη μεταφορά χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου απαιτείται να αφαιρεθεί μεγάλη θερμική ισχύς ή απαιτείται μικρότερη ψύκτρα σε ένα σχέδιο.
Μαζί με τη μεταφορά, η ακτινοβολία θερμότητας από την ψύκτρα είναι επίσης πολύ χρήσιμη για την απομάκρυνση της θερμότητας από την ψύκτρα. Συνήθως, οι ψύκτρες έχουν μαύρο χρώμα, αυξάνοντας την ικανότητα θερμικής ακτινοβολίας τους.
Οι ψύκτρες διατηρούν τις συσκευές σας δροσερές και λειτουργικές
Η ψύκτρα είναι ένα απαραίτητο gadget για την αξιόπιστη λειτουργία μιας ηλεκτρονικής συσκευής. Χωρίς αυτά, τα προηγμένα smartphone μας, οι υπολογιστές υψηλής ισχύος, ακόμη και οι λυχνίες LED δεν θα λειτουργούν όπως προβλέπεται λόγω υπερθέρμανσης.
