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Anche i pc soffrono il caldo: i dissipatori

E’ iniziata l’estate e HkStyle, in occasione del caldo di questi giorni, pensa a quanto soffrono anche i nostri dispositivi! La componente di cui ci occupiamo oggi? I dissipatori. Anche i pc sentono il caldo e anche loro hanno bisogno di “rinfrescarsi”. Questa è la funzione svolta dai dissipatori: dispositivi montati su schede elettroniche che abbassano la temperatura dei componenti elettrici ed elettronici presenti su una scheda madre (CPU, processori, transistor ecc.) evitando il superamento della temperatura limite che comporterebbe malfunzionamento, arresto e rottura del componente.
Di cosa sono fatti i dissipatori? Principalmente di alluminio o rame. Il primo viene scelto per dissipare componenti secondari o più piccoli perché più economico e meno efficiente; il secondo (più costoso) è impiegato dove occorre una massima efficienza dissipativa grazie al suo maggior assorbimento termico.

Di che forma sono i dissipatori? E’ normalmente toroidale (come una ciambella) con una superficie lamellata (in rame o alluminio). Per contenere i costi attualmente la parte del dissipatore più a contatto con il componente è in rame, mentre le lamelle in alluminio.
Tra dissipatore e componente per indurre una maggiore conduzione di calore viene posizionata della pasta termoconduttiva.
Quest’ultima è solitamente di colore bianco ed è caratterizzata da un’elevata conducibilità termica, di conseguenza un elevato peso specifico. La sua funzione principale è quella di eliminare il velo di aria tra la copertura protettiva del componente elettronico e il suo dissipatore. I dissipatori lavorano per irraggiamento, cioè come una pentola su un fornello ad induzione. Si parla di effetto Joule: nel circuito sottostante al dissipatore circola corrente, ai due capi (estremi) del componente c’è una differenza di potenziale, questa per la legge di Joule viene trasformata in calore. Per farvi un altro esempio, se un componente viene alimentato con corrente da 1mA ed esce a 0,5 mA c’è una differenza di potenziale di 0,5 mA; un processo analoga si riscontra in un’automobile che da una velocità di 100 km/h deve arrivare a una velocità di 50 km/h: la frenata comporta il riscaldamento delle gomme. Nel pc questo calore prodotto viene assorbito dalla pasta termoconduttiva che, a sua volta, la dissipa sulla superficie del dissipatore.

Individuiamo cinque tipologie diverse di dissipatori:
1)dissipatori passivi: costruiti in alluminio o rame, caratterizzati da lamelle molto vicine, costruite pressofusione tramite saldatura delle stesse su un blocco portante o ricavate dalla fresatura del pieno (metodo più costoso).
Molto importante è il posizionamento di quest’ultimo che deve essere attinente alla sua costruzione. La sua unica funzione è quella di cedere calore con l’ambiente circostante. Il pregio di questa tipologia di raffreddamento è il fatto di essere completamente silenziosa.

2) dissipatori attivi: quasi identico a quello passivo, con la differenza delle lamelle più distaccate poiché su di essi è istallata una ventola (alimentata e comandata dal circuito elettronico sottostante: scheda madre, scheda video ecc.) che provvede al passaggio forzato dell’aria nel dissipatore (Air flow); producendo così un raffreddamento molto più efficace. Su questi dissipatori possono essere montate ventole di svariate dimensioni: solitamente 5 cm per i dissipatore dei chipset della scheda madre, 8-12 cm per i dissipatori delle CPU, a grandezze superiori per un insieme di componenti da raffreddare.

3) dissipatori a raffreddamento liquido: sono dissipatori completamente diversi da quelli descritti in precedenza. Si tratta di veri e propri impianti di raffreddamento composti da uno scambiatore termico (waterblock) collegato con un tubo d’ingresso tramite una pompa che spinge il liquido di raffreddamento nel circuito. Dal tubo di uscita del waterblock esce il liquido di raffreddamento (scaldato) per finire in un radiatore, identico a quello di un’automobile che raffredda il liquido. Da quest’ultimo, infine, il liquido raffreddato  si deposita in un serbatoio finché non viene nuovamente ripescato  
dalla pompa, e riinserito nel circuito. Da qui riprende tutto il procedimento.


Per la buona efficacia il circuito deve essere privo di aria, deve essere soggetto a manutenzione annuale (il liquido nel tempo perde le proprie qualità ed è consigliabile sostituirlo) e la sua realizzazione deve essere “a regola d’arte” per evitare perdite di liquido sui raccordi che possono causare corti elettrici. Questo tipo di raffreddamento è consigliato per chi effettua overcloking.

4) dissipatori a raffreddamento ad azoto: sono molti simili ai sistemi di raffreddamento a liquido, ma utilizzati solo in ambito sperimentale per il pericolo di contatto accidentale con l’azoto che provoca ustioni.  La pompa e i tubi devono essere costruiti in modo da poter sopportare questo gas nel formato liquido (-195,80 °C).

5) dissipatori a immersione: questa tipologia di raffreddamento implica la completa immersione dei componenti elettronici in un olio che non conduce, ma che assorbe il calore. Anche questa modalità comporta manutenzione: ovvero la sostituzione dell’olio. La difficoltà maggiore è quella che subentra al cambiamento di un componente,  immerso nell’olio.

Ecco come si raffredda il vostro Pc!

In questo articolo ringraziamo il signor Schipani di Bergamo,
un nostro  appassionato lettore!

Per approfondimento o richiesta scrivete a Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Ci sentiamo al prossimo numero!
Stefano e Alice - HkStyle

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