Dissipadores de Calor Explicados: Insights Principais e Tipos para Resfriamento Ótimo

A forma mais popular de gerenciamento de calor em máquinas e tecnologia modernas é usando um dissipador de calor. Dissipadores de calor provaram ser equipamentos eletrônicos acessíveis e muito eficazes. No entanto, apesar de suas funções impressionantes, a maioria dos engenheiros tende a ignorar o uso deste componente para prevenir dissipação de potência.

Este artigo discutirá como o dissipador de calor funciona e apresentará os dois tipos de dissipadores de calor.

O que é um Dissipador de Calor?

Um dissipador de calor é um componente eletrônico que impede componentes em uma placa de circuito de fritar por causa de capacidade de calor aumentada. É feito de placas frias de materiais com boa condutividade térmica.

De modo geral, seus componentes aumentam e direcionam o fluxo de calor para longe de um dispositivo quente alargando sua área de trabalho. Depois, expande o fluido que viaja pela área alargada, aumentando a taxa de dissipação de calor.

(um dissipador de calor de computador)

Como o Dissipador de Calor Funciona?

Um dissipador de calor de dupla face opera afastando calor de um componente importante no composto do dissipador de calor. Notavelmente, dependendo das configurações do dissipador, sua operação tem quatro passos básicos.

• Quando a fonte gera calor

Uma fonte, neste caso, é um sistema eletrônico que gera calor. Portanto, este calor precisa sair do sistema funcionando eficientemente. Então, use um espalhador de calor e pasta térmica para eficiências de transferência de calor. Um espalhador de calor move calor de uma área concentrada para o dissipador.

(um trocador de calor passivo.)

• Quando você precisa transferir calor mais longe das fontes de calor

Primariamente, para realizar este processo, use heat pipes. No entanto, em contato direto com componentes elétricos que geram calor, certifique-se de conectar um dissipador ou espalhador de calor.

O calor criado por estes componentes elétricos eventualmente viaja para dentro ou ao redor do composto térmico. Depois disso, o dissipador de calor direcionará o calor mais longe da fonte de calor por condução natural.

No entanto, o processo de condução natural só pode ser eficiente se os materiais do dissipador de calor forem bons condutores térmicos. Assim, alumínio e cobre são amplamente usados para melhorar desempenho do dissipador de calor.

(aplicando pasta térmica no dissipador de calor)

Quando o calor se espalha por todo o dissipador

Através de condução natural, calor gerado naturalmente viaja através de um gradiente de temperatura. Portanto, este calor deixa uma área com altas temperaturas para temperaturas mais baixas.

• Quando o calor se afasta do dissipador de calor

Notavelmente, este passo depende do fluido presente e do gradiente de temperatura do dissipador de calor. Por exemplo, quando o fluido passa pela superfície, utiliza convecção e difusão térmica. Como resultado, estes dois processos ajudam a afastar calor para um ambiente ambiente. Então, o gradiente de temperatura ajudará a levar calor mais longe da superfície.

Em todos os momentos, a temperatura do ar ambiente precisa ser mais fria que o dissipador de calor. Se não, nenhuma convecção ou gradiente térmico ocorrerá. Este passo faz uso da área de superfície. Consequentemente, uma área de superfície mais ampla cria convecção e difusão térmica.

(close-up de uma PCI superposta com dissipador de calor de alumínio)

Tipo de Dissipador de Calor

• Dissipadores de calor passivos

Estes dispositivos dependem fortemente de convecção natural. No entanto, convecção natural só ocorrerá se houver fluxo de ar ativo no sistema. O dissipador de calor não precisa de sistemas de controle ou qualquer sistema de alimentação externa para afastar o ar quente.

Geralmente, dispositivos de sistema nem sempre têm fluxo de ar. Então, este dissipador tem desempenho térmico menor que um dissipador ativo, especialmente quando o dispositivo tem calor excessivo que precisa ser afastado mas não tem fluxo de ar.

• Dissipador ativo

Este dissipador de calor usa condições de resfriamento externas para aumentar o fluxo de fluido através da superfície quente em sistemas eletrônicos. Por exemplo, quando um ventilador gira, envia ar através de um dissipador de calor de espuma de alumínio. Assim, forçando o ar não aquecido a viajar através da superfície. Portanto, aumenta o gradiente térmico, fornecendo resfriamento eficiente ao permitir que mais calor saia do sistema.

(um dissipador de calor de computador de alumínio)

Qual é o Dissipador de Calor Mais Eficiente?

Um dissipador de calor de aleta planar feito de alumínio ou substrato de alumínio é o mais comumente usado. O alumínio tem características que o tornam a melhor escolha comparado a placas de cobre ou dissipadores de prata. Estas características incluem: fácil maleabilidade, acessível, resistência à corrosão e elétrica, excelente condutividade térmica e elétrica, e menos peso.

(dissipadores de calor de CPU de alumínio.)

Breve Introdução ao Substrato de Alumínio.

Um substrato de alumínio é simplesmente uma liga de alumínio. Embora o alumínio sem revestimento exiba excelente resistência à corrosão, camadas às vezes dão proteção adicional em ambientes térmicos selecionados. Além disso, revestir alumínio com materiais avançados como prata melhora sua condutividade térmica e estética. Logo, é vital para sistemas eletrônicos com muita capacidade de calor.

(imagem mostrando dissipadores de calor de alumínio e cobre.)

Como Usar um Dissipador de Calor de Alumínio

• Chassi de robô de alumínio

Um chassi de robô mantém todos os componentes elétricos que o robô precisa. Portanto, todos estes componentes devem ser o mais leves possível. Notavelmente, uma bateria que alimenta o robô e gera calor entre os componentes nos detalhes do design elétrico. Portanto, para mitigar o calor, você precisa de um dissipador de calor.

• Raspberry Pi

Um Raspberry Pi, em condições normais, opera bem por causa do throttling de software que mantém tudo sob temperaturas de trabalho seguras. Claro, isso sem o envolvimento de desempenho de dissipador de calor. No entanto, se você está fazendo overclock ou incorporando software personalizado, um dissipador de calor de qualidade é necessário para o circuito elétrico.

Geralmente, overclock traz perda de desempenho do dispositivo causada por dissipação de calor. Portanto, colocar um dissipador sobre ou perto do componente eletrônico que produz calor excessivo ajuda a reduzir o throttling.

(close-up de dissipador de calor de cobre)

Resumo

Um dissipador de calor tem excelentes características que o tornam um componente eletrônico fácil de usar e confiável. Esperamos que este artigo discutiu tudo que você precisava saber sobre um dissipador de calor.

Além disso, se você tem interesse em aprender mais, contate-nos!