大多数电子设备面临的挑战之一是过热。计算机的中央处理器 (CPU) 也不例外,因为它的某些组件容易过热,从而影响系统的整体功能。为了解决这个问题,引入了散热器。那么,什么是散热器?
快速回答,从技术上讲,散热器是计算机的组件,可在计算机变热时帮助增加热量从计算机中流出。它增加了计算机的工作表面积和流过扩大表面积的低温流体的体积。
除了技术领域,散热器是其他领域(包括自然系统和机械)中常见的热管理形式。由于不能低估散热器的重要性,因此我们将在本文中揭示有关它的几个细节。
关于计算机中的散热器
计算机的散热器位于芯片(如 CPU)的顶部。它是一块金属,可以通过一系列鳍片增加功率,从而从组件中吸走功率。换句话说,散热器是一种使用风扇或任何相关机制来降低硬件组件 温度的设备。
您应该注意到散热器不需要有活动部件。但有时,它包含一个风扇,通过吹走热空气或液体冷却解决方案来帮助减少热量,通过管道中途带走热量。
您可能还不了解散热器的用途。让我们澄清一下。中央处理器 (CPU)、电源和显卡是计算机中产生热量最多的主要部件。其他组件是内存、南桥和北桥。但在硬盘驱动器和其他扩展卡上看到散热片是很常见的。
由于某些组件会发热,因此CPU容易 过热。如果没有散热器,这些组件产生的热量将无法在 CPU 中减少,最终会炸毁或燃烧。
此外,大部分组件都容易吸收热量,因为它们是由电子芯片制成的。如果暴露在过热环境中,它们最终可能会损坏(影响计算机的高性能)。但有了散热片,即使长时间使用, CPU 也能保持凉爽。
散热器主要用于吸收 CPU 的热量并将其从其组件中吹走 – 散热器附带的鳍片有助于散热,确保在热传递过程中有更多的表面积。
为了最大限度地冷却,散热器必须牢固地接触热源。该设备使用热导体帮助将热量传递到散热片,从而将热量分散到计算机的每个部分。
散热器如何在计算机中工作
散热器旨在将热量从关键组件中移走。此操作分四步执行。第一步是热源如何产生热量。来源是什么?它可以是任何产生热量的系统,需要去除热量才能正常工作。该来源可以是化学、电气、机械、太阳能、核能或摩擦。
第二步是热量如何从热源转移出去。在与散热器直接接触的应用中,热量通过自然传导从热源流向散热器。散热器的导热性直接影响这个过程。这就解释了为什么像铝和铜这样的高导热材料在散热器设计中很普遍。
第三步是热量如何分布在散热器的各个部分。自然地,热量通过自然传导通过散热器移动,从高温环境跨越热梯度流向低温环境。这意味着散热器的热分布将不一致。因此,散热器将持续向源头变热,而向散热器的末端变冷。
第四步是热量如何从散热器传递出去。在这一步中,主要因素是散热器及其工作流体的温度梯度,通常是非导电液体或空气。这种流体流过温暖的散热器表面,利用热扩散和对流从中带走热量,并将其传递到周围环境中。
散热器是如何完成其功能的?
在最后阶段,温度梯度有助于消除散热器的热量。因此,如果周围温度不低于散热器,则不会发生对流和随后的散热。
此外,大的表面积为最后阶段的对流和热扩散的发生提供了更大的面积。
计算机中的散热器类型
从技术上讲,散热器分为三种主要类型。首先是被动散热片。这种类型依赖于自然对流。在这里,不需要控制系统或辅助电源来从系统中移除热量。然而,这些散热器在从系统中转移热量方面不如有源散热器有效。但它们仍然是 100% 可靠的。
二是主动散热片。这种类型使用强制空气来促进穿过热区的流体流动。可以产生强制空气的物品包括鼓风机和风扇。例如,风扇将帮助推动空气穿过散热器,使更多未加热的空气在散热器表面流动,从而提高热梯度并允许更多热量从整个系统中移出。
第三种是混合散热器。这种类型结合了第一种和第二种散热器类型。混合散热器通常依靠冷却系统使系统根据温度要求冷却。当系统在较冷的水平运行时,强制空气源变得不活跃——系统在这里只是被动冷却。但是当源达到更高的温度以提高系统的冷却能力时,主动冷却机制就会被激活。
结论
您不能低估散热器的重要性,因为它们在确保 CPU 冷却从而防止过热方面发挥着重要作用。这样一来,关键组件和零件的物理表面就不会出现任何与热相关的问题。