Disipador de calor:información detallada sobre los disipadores de calor

La forma más popular de gestión del calor en maquinaria y tecnología modernas es el uso de un disipador de calor. Los disipadores de calor han demostrado ser equipos electrónicos asequibles pero muy efectivos. Sin embargo, a pesar de sus impresionantes funciones, la mayoría de los ingenieros tienden a pasar por alto el uso de este componente para evitar la disipación de energía.

Este artículo discutirá cómo funciona el disipador de calor y presentará los dos tipos de disipadores de calor.

¿Qué es un disipador de calor?

Un disipador de calor es un componente electrónico que evita que los componentes de una placa de circuito se fríen debido a una mayor capacidad de calor. Está hecho de placas frías de materiales con buena conductividad térmica.

Generalmente, sus componentes aumentan y alejan el flujo de calor de un dispositivo caliente al ampliar su área de trabajo. Luego, expande el fluido que viaja a través del área ensanchada, aumentando la tasa de disipación de calor.

(un disipador de calor de computadora)

¿Cómo funciona el disipador de calor?

Un disipador de calor de doble cara funciona alejando el calor de un componente importante en el compuesto del disipador de calor. Cabe destacar que, dependiendo de las configuraciones del disipador, su funcionamiento tiene cuatro pasos básicos.

• Cuando la fuente genera calor

Una fuente, en este caso, es un sistema electrónico que genera calor. Por lo tanto, este calor debe dejar que el sistema funcione de manera eficiente. Por lo tanto, use un esparcidor de calor y una pasta térmica para lograr eficiencias en la transferencia de calor. Un disipador de calor mueve el calor de un área concentrada al disipador de calor.

(un intercambiador de disipador de calor pasivo).

• Cuando necesite transferir el calor más lejos de las fuentes de calor

Principalmente, para realizar este proceso, use tubos de calor. Sin embargo, en contacto directo con componentes eléctricos que generan calor, asegúrese de conectar un disipador de calor o un esparcidor de calor.

El calor creado por estos componentes eléctricos eventualmente viaja hacia o alrededor del compuesto térmico. Después de eso, el disipador de calor alejará el calor de la fuente de calor por conducción natural.

Sin embargo, el proceso de conducción natural solo puede ser eficiente si los materiales del disipador de calor son buenos conductores térmicos. Por lo tanto, el aluminio y el cobre se utilizan ampliamente para mejorar el rendimiento del disipador de calor.

(aplicando pasta térmica en el disipador de calor)

Cuando el calor se esparce por todas partes, el calor se hunde

A través de la conducción natural, el calor generado viaja naturalmente a través de un gradiente de temperatura. Por tanto, este calor deja una zona con temperaturas altas a temperaturas más bajas.

• Cuando el calor se aleja del disipador de calor

En particular, este paso depende del fluido presente y el gradiente de temperatura del disipador de calor. Por ejemplo, cuando el fluido atraviesa la superficie, utiliza convección y difusión térmica. Como resultado, estos dos procesos ayudan a expulsar el calor a un entorno ambiental. Entonces, el gradiente de temperatura ayudará a alejar el calor de la superficie.

En todo momento, la temperatura del aire ambiente debe ser más fría que la del disipador de calor. De lo contrario, no se producirá convección ni gradiente térmico. Este paso hace uso del área de la superficie. En consecuencia, un área de superficie más amplia crea convección y difusión térmica.

(un primer plano de una PCB sobreimpresa con un disipador de calor de aluminio)

Tipo de disipador de calor

• Disipadores de calor pasivos

Estos dispositivos dependen en gran medida de la convección natural. Sin embargo, la convección natural solo ocurrirá si hay un flujo de aire activo en el sistema. El disipador de calor no necesita sistemas de control ni ningún sistema de suministro de energía externo para expulsar el aire caliente.

Por lo general, los dispositivos del sistema no siempre tienen flujo de aire. Por lo tanto, este disipador de calor tiene un rendimiento térmico más bajo que un disipador de calor activo, especialmente cuando el dispositivo tiene un calor excesivo que debe eliminarse pero carece de flujo de aire.

• Disipador de calor activo

Este disipador de calor utiliza condiciones de refrigeración externas para aumentar el flujo de fluido a través de la superficie caliente en los sistemas electrónicos. Por ejemplo, cuando un ventilador gira, envía aire a través de un disipador de calor de espuma de aluminio. Por lo tanto, obligando al aire sin calentar a viajar a través de la superficie. Por lo tanto, aumenta el gradiente térmico, proporcionando un enfriamiento eficiente al permitir que salga más calor del sistema.

(un disipador de calor de computadora de aluminio)

¿Cuál es el disipador de calor más eficiente?

Un disipador térmico de aletas planas hecho de aluminio o un sustrato de aluminio es el más utilizado. El aluminio tiene características que lo convierten en la mejor opción en comparación con las placas de cobre o los disipadores de calor plateados. Estas características incluyen; fácil maleabilidad, asequible, resistencia eléctrica y a la corrosión, excelente conductividad térmica y eléctrica, y menor peso.

(disipadores de calor de CPU de aluminio).

Una breve introducción al sustrato de aluminio.

Un sustrato de aluminio es simplemente una aleación de aluminio. Aunque el aluminio sin ningún recubrimiento muestra una excelente resistencia a la corrosión, las capas a veces brindan protección adicional en ambientes térmicos seleccionados. Además, recubrir el aluminio con materiales avanzados como la plata mejora su conductividad térmica y estética. Por lo tanto, es vital para sistemas electrónicos con mucha capacidad calorífica.

(Imagen que muestra disipadores de calor de aluminio y cobre).

Cómo utilizar un disipador térmico de aluminio

• Chasis de robot de aluminio

Un chasis de robot contiene todos los componentes eléctricos que necesita el robot. Por lo tanto, todos estos componentes deben ser lo más ligeros posible. En particular, una batería que alimenta al robot y genera calor entre los componentes en los detalles de diseño eléctrico. Por lo tanto, para mitigar el calor, necesita un disipador de calor.

• Frambuesa Pi

Una Raspberry Pi, en condiciones normales, funciona bien gracias a la aceleración del software que mantiene todo a temperaturas de trabajo seguras. Por supuesto, esto es sin la participación del rendimiento del disipador de calor. Sin embargo, si está haciendo overclocking o incorporando software personalizado, es necesario un disipador de calor de calidad para el circuito eléctrico.

Por lo general, el overclocking provoca una pérdida de rendimiento del dispositivo causada por la disipación de calor. Por lo tanto, colocar un disipador de calor sobre o cerca del componente electrónico que produce un calor excesivo ayuda a reducir el estrangulamiento.

(primer plano de un disipador de calor de cobre)

Resumen

Un disipador tiene excelentes características que lo convierten en un componente electrónico confiable y fácil de usar. Esperamos que este artículo haya discutido todo lo que necesita saber sobre un disipador de calor.

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