רדיאטורים וקירור. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

רדיאטורים וקירור. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / Ham Radio Technologies

קיים חוק ידוע בפיזיקה, בהנדסת חשמל ובתרמודינמיקה אטומית – זרם העובר דרך חוטים מחמם אותם. ג'ול ולנץ עלו על זה, והתברר שהם צודקים - ככה זה. כל מה שפועל על חשמל, בדרך זו או אחרת, מעביר חלק מהאנרגיה העוברת לחום.

זה פשוט קורה באלקטרוניקה שהאובייקט הכי סובל מחום בסביבה שלנו הוא אוויר. חלקי החימום הם שמעבירים חום לאוויר, והאוויר נדרש לקחת את החום ולשלוח אותו לאנשהו. להפסיד, למשל, או להתפזר על עצמו. נכנה את תהליך העברת החום קירור.

העיצובים האלקטרוניים שלנו גם מפזרים הרבה חום, חלקם יותר מאחרים. מייצבי מתח מתחממים, מגברים מתחממים, הטרנזיסטור ששולט על המתג או אפילו סתם לד קטן מתחמם, אלא שהוא מתחמם רק מעט. זה בסדר אם זה מתחמם קצת. ובכן, מה אם זה כל כך מטוגן שאתה לא יכול להחזיק את היד שלך? בואו נרחם עליו וננסה לעזור לו איכשהו. כביכול, כדי להקל על סבלו.

הבה נזכור את המכשיר של סוללת חימום. כן, כן, אותה סוללה רגילה שמחממת את החדר בחורף ועליה אנחנו מייבשים גרביים וחולצות טי. ככל שהסוללה גדולה יותר, כך יהיה יותר חום בחדר, נכון? מים חמים זורמים דרך הסוללה, הם מחממים את הסוללה. לסוללה יש דבר חשוב - מספר הסעיפים. הקטעים נמצאים במגע עם האוויר ומעבירים אליו חום. לכן, ככל שחלקים רבים יותר, כלומר, ככל שהשטח התפוס של הסוללה גדול יותר, כך היא יכולה לתת לנו יותר חום. על ידי ריתוך של עוד כמה חלקים, נוכל לחמם את החדר שלנו. נכון, המים החמים ברדיאטור עלולים להתקרר, ולא ישאר כלום לשכנים.

שקול את מכשיר הטרנזיסטור.

רדיאטורים וקירור. טרָנזִיסטוֹר

על בסיס נחושת (אוגן) 1על מצע 2קריסטל קבוע 3. זה מתחבר ליציאות 4. המבנה כולו מלא בתרכובת פלסטיק 5. לאוגן יש חור 6להתקנה על רדיאטור.
זו בעצם אותה סוללה, תראה! הקריסטל מתחמם, זה כמו מים חמים. אוגן הנחושת נמצא במגע עם האוויר, אלו הם חלקי הסוללה. אזור המגע בין האוגן לאוויר הוא המקום שבו האוויר מחומם. האוויר המחומם מקרר את הגביש.

איך להכין מצנן קריסטל? אנחנו לא יכולים לשנות את העיצוב של הטרנזיסטור, זה ברור. גם יוצרי הטרנזיסטור חשבו על זה ועבורנו הקדושים, הם השאירו את הדרך היחידה אל הקריסטל - האוגן. האוגן הוא כמו קטע בודד של סוללה - הוא מטגן, אבל לא מועבר חום לאוויר - שטח המגע קטן. כאן יש לנו מקום למעשינו! אנחנו יכולים להרחיב את האוגן, להלחים אליו עוד כמה קטעים, כלומר, לוח נחושת גדול, מכיוון שהאוגן עצמו הוא נחושת, או שנוכל לתקן את האוגן על ריק מתכת שנקרא רדיאטור. למרבה המזל, החור באוגן מוכן לבורג ואום.

מה זה רדיאטור? חזרתי על הפסקה השלישית עליו, אבל לא ממש אמרתי כלום! אוקיי, בוא נראה:

רדיאטורים וקירור

כפי שאתה יכול לראות, העיצוב של רדיאטורים יכול להיות שונה, אלה כוללים צלחות וסנפירים, ויש גם רדיאטורים של מחט ועוד שונים; פשוט לכו לחנות חלקי רדיו ורוץ דרך המדף עם רדיאטורים. רדיאטורים עשויים לרוב מאלומיניום וסגסוגותיו (סילומיניום ואחרים). רדיאטורים נחושת טובים יותר, אבל יקרים יותר. רדיאטורים מפלדה וברזל משמשים רק בהספק נמוך מאוד, 1-5W, מכיוון שהם מפזרים חום לאט.

החום שנוצר בגביש נקבע על ידי נוסחה פשוטה מאוד P=U*I, כאשר P הוא ההספק המשתחרר בגביש, W, U = מתח על גביש, V, I הוא הזרם דרך הגביש, A. חום זה עובר דרך המצע אל האוגן, שם הוא מועבר לרדיאטור. לאחר מכן, הרדיאטור המחומם בא במגע עם האוויר והחום מועבר אליו, כמשתתף הבא במערכת הקירור שלנו.

בואו נסתכל על מעגל קירור הטרנזיסטור המלא.

רדיאטורים וקירור. טרנזיסטור על גוף קירור

יש לנו שני חלקים - זה רדיאטור 8והאטם בין הרדיאטור לטרנזיסטור 7. אולי זה לא קיים, וזה גם רע וגם טוב בו זמנית. בוא נבין את זה.

אני אספר לכם על שני פרמטרים חשובים - אלה הם ההתנגדות התרמית בין הגביש (או הצומת, כפי שהוא נקרא גם) לגוף הטרנזיסטור - Rpk ובין גוף הטרנזיסטור לרדיאטור - Rcr. הפרמטר הראשון מראה עד כמה החום מועבר מהגביש לאוגן הטרנזיסטור. לדוגמה, Rpc השווה ל-1,5 מעלות צלזיוס לוואט מסביר שעם עלייה בהספק ב-1 W, הפרש הטמפרטורה בין האוגן לרדיאטור יהיה 1,5 מעלות. במילים אחרות, האוגן תמיד יהיה קר יותר מהגביש, וכמה מוצג לפי פרמטר זה. ככל שהוא קטן יותר, כך החום מועבר לאוגן טוב יותר. אם נפזר 10 W של כוח, אז האוגן יהיה קר יותר מהגביש ב-1,5 * 10 = 15 מעלות, ואם 100 W - אז ב-150! ומכיוון שהטמפרטורה המקסימלית של הגביש מוגבלת (הוא לא יכול לטגן עד חום לבן!), יש לקרר את האוגן. באותה 150 מעלות.

לדוגמה:

הטרנזיסטור מפזר הספק של 25W. Rpc שלו שווה ל-1,3 מעלות לוואט. טמפרטורת הגביש המקסימלית היא 140 מעלות. זה אומר שיהיה הבדל של 1,3*25=32,5 מעלות בין האוגן לקריסטל. ומכיוון שלא ניתן לחמם את הגביש מעל 140 מעלות, אנו נדרשים לשמור על טמפרטורת האוגן לא חמה מ-140-32,5 = 107,5 מעלות. ככה.

והפרמטר Rcr מראה את אותו הדבר, רק הפסדים מתרחשים על אותו אטם ידוע לשמצה 7. הערך של Rcr שלו יכול להיות הרבה יותר גדול מ-Rpk, לכן, אם אנחנו מתכננים יחידה חזקה, לא מומלץ למקם טרנזיסטורים על האטמים . אבל עדיין לפעמים זה הכרחי. הסיבה היחידה להשתמש באטם היא אם אתה צריך לבודד את גוף הקירור מהטרנזיסטור, מכיוון שהאוגן מחובר חשמלית למסוף האמצעי של גוף הטרנזיסטור.

בואו נסתכל על דוגמה נוספת. הטרנזיסטור מתחמם ב-100W. כרגיל, טמפרטורת הגביש אינה עולה על 150 מעלות. Rpc שלו הוא מעלה אחת לוואט, והוא גם על אטם, שיש לו Rcr 1 מעלות לוואט. הפרש הטמפרטורה בין הקריסטל לרדיאטור יהיה 2*(100+1)=2 מעלות. הרדיאטור חייב להישמר לא יותר מ-300-150 = מינוס 300 מעלות: כן, יקירי, זה בדיוק המקרה שרק חנקן נוזלי יחסוך: זוועה!

הרבה יותר קל לחיות על רדיאטור עבור טרנזיסטורים ומיקרו-מעגלים ללא אטמים. אם הם לא שם, והאוגנים נקיים וחלקים, והרדיאטור נוצץ בברק, ואפילו מוחל משחה מוליכת חום, אז הפרמטר Rcr כל כך קטן שהוא פשוט לא נלקח בחשבון.

הבנת? בואו נלך רחוק יותר!

ישנם שני סוגי קירור - הסעה ומאולץ. הסעה, אם נזכור את הפיזיקה של בית הספר, היא חלוקה עצמאית של חום. כך גם לגבי קירור הסעה - התקנו רדיאטור, והוא איכשהו יתמודד עם האוויר שם. רדיאטורים מסוג הסעה מותקנים לרוב מחוץ למכשירים, כמו במגברים, ראית? בצדדים שני דברים של לוחות מתכת. טרנזיסטורים מוברגים עליהם מבפנים. לא ניתן לכסות רדיאטורים כאלה, חוסמים את הגישה לאוויר, אחרת לרדיאטור לא יהיה איפה לשים את החום, הוא יתחמם יתר על המידה ויסרב לקבל חום מהטרנזיסטור, שלא יחשוב זמן רב, הוא גם יתחמם יתר על המידה ו : אתה יודע מה יקרה. קירור מאולץ הוא כאשר אנו מאלצים אוויר לנשוף בצורה פעילה יותר על הרדיאטור, ועושה את דרכו לאורך הצלעות, המחטים והחורים שלו. כאן אנו משתמשים במאווררים, ערוצי קירור אוויר שונים ושיטות נוספות. כן, אגב, במקום אוויר יכולים להיות בקלות מים, שמן ואפילו חנקן נוזלי. צינורות רדיו עוצמתיים של גנרטור מקוררים לעתים קרובות במים זורמים.

איך מזהים רדיאטור - האם זה להסעה או לקירור מאולץ? היעילות שלו תלויה בזה, כלומר באיזו מהירות הוא יכול לקרר גביש חם, באיזו זרימה של כוח תרמי הוא יכול לעבור דרכו.

אנחנו מסתכלים על התמונות.

רדיאטורים וקירור. רַדִיאָטוֹר

הרדיאטור הראשון מיועד לקירור הסעה. המרחק הגדול בין הסנפירים מבטיח זרימת אוויר חופשית והעברת חום טובה. מאוורר מונח על גבי הרדיאטור השני ומוציא אוויר דרך הסנפירים. זה קירור מאולץ. כמובן, אתה יכול להשתמש בשני הרדיאטורים בכל מקום, אבל כל השאלה היא היעילות שלהם.

לרדיאטורים יש 2 פרמטרים - השטח שלהם (בסנטימטרים רבועים) ומקדם ההתנגדות התרמית של הרדיאטור לבינוני Rрс (בוואט למעלה צלזיוס). השטח מחושב כסכום השטחים של כל היסודות שלו: שטח הבסיס משני הצדדים + שטח הלוחות משני הצדדים. השטח של קצוות הבסיס לא נלקח בחשבון, כך שיהיו שם מעט מאוד סנטימטרים רבועים.

דוגמה:

הרדיאטור מהדוגמה שלמעלה מיועד לקירור הסעה.
מידות בסיס: 70x80 מ"מ
גודל סנפיר: 30x80 מ"מ
מספר צלעות: 8
שטח בסיס: 2х7х8=112 מ"ר
שטח הצלעות: 2x3x8=48 מ"ר.
שטח כולל: 112+8x48=496 מ"ר.

מקדם ההתנגדות התרמית של הרדיאטור-בינוני Rрс מראה עד כמה תגדל טמפרטורת האוויר היוצא מהרדיאטור כאשר ההספק יגדל ב-1 W. לדוגמה, Rpc השווה ל-0,5 מעלות צלזיוס לוואט אומר לנו שהטמפרטורה תעלה בחצי מעלה בחימום ב-1 וואט. פרמטר זה נחשב לנוסחאות של שלוש קומות ומוחות החתולים שלנו פשוט לא יכולים להתמודד עם זה: Rрс, כמו כל התנגדות תרמית במערכת שלנו, ככל שפחות טוב יותר. וניתן לצמצם אותו בדרכים שונות - לשם כך, רדיאטורים מושחרים כימית (לדוגמה, אלומיניום מתכהה היטב בכלוריד ברזל - אל תתנסו בבית, כלור משתחרר!), יש גם השפעה של כיוון הרדיאטור ב- אוויר למעבר טוב יותר לאורך הצלחות (רדיאטור אנכי מקורר טוב יותר מאשר שכיבה). לא מומלץ לצבוע את הרדיאטור בצבע: צבע הוא התנגדות תרמית מיותרת. ולו במעט, כדי שיהיה כהה, אבל לא בשכבה עבה!

היישום מכיל קטן תכנית, שבו אתה יכול לחשב את שטח הרדיאטור המשוער עבור מיקרו-מעגל או טרנזיסטור. באמצעות זה, בואו לחשב רדיאטור עבור ספק כוח כלשהו.

מעגל אספקת חשמל.

רדיאטורים וקירור. תָכְנִית

ספק הכוח מוציא 12V בזרם של 1A. אותו זרם זורם דרך הטרנזיסטור. הכניסה של הטרנזיסטור היא 18 וולט, היציאה היא 12 וולט, כלומר ירידת המתח על פניו היא 18-12 = 6 וולט. ההספק המופץ מהגביש של הטרנזיסטור הוא 6V*1A=6W. טמפרטורת הגביש המקסימלית של ה-2SC2335 היא 150 מעלות. בואו לא נפעיל אותו בתנאים קיצוניים, בואו נבחר בטמפרטורה נמוכה יותר, למשל, 120 מעלות. ההתנגדות התרמית של Rpc הצומת-מקרה של טרנזיסטור זה היא 1,5 מעלות צלזיוס לוואט.

מכיוון שאוגן הטרנזיסטור מחובר לקולט, בואו נספק בידוד חשמלי לגוף הקירור. לשם כך, אנו מניחים אטם מבודד עשוי גומי מוליך חום בין הטרנזיסטור לרדיאטור. ההתנגדות התרמית של האטם היא 2 מעלות צלזיוס לוואט.

למגע תרמי טוב, זרוק מעט שמן סיליקון PMS-200. זהו שמן סמיך עם טמפרטורה מקסימלית של +180 מעלות, הוא ימלא את פערי האוויר שבטוח יווצרו בגלל חוסר האחידות של האוגן והרדיאטור וישפר את העברת החום. אנשים רבים משתמשים בדבק KPT-8, אך רבים רואים בו לא כמוליך החום הטוב ביותר.

נמקם את הרדיאטור על הקיר האחורי של ספק הכוח, שם הוא יתקרר על ידי +25 מעלות אוויר בחדר.

בואו נחליף את כל הערכים הללו בתוכנית ונחשב את שטח הרדיאטור. השטח המתקבל של 113 מ"ר הוא אזור הרדיאטור המיועד לפעולה ארוכת טווח של ספק הכוח בעוצמה מלאה - יותר מ-10 שעות. אם לא נצטרך להניע את ספק הכוח כל כך הרבה זמן, נוכל להסתדר עם רדיאטור קטן יותר אך מסיבי יותר. ואם נתקין רדיאטור בתוך אספקת החשמל, אז אין צורך באטם מבודד; בלעדיו ניתן להפחית את הרדיאטור ל-100 מ"ר.

בכלל, יקירי, ההיצע לא מספיק לכיס שלכם, כולכם מסכימים? בואו נחשוב על השוליים כך שהוא גם באזור הרדיאטור וגם בגבולות הטמפרטורה של הטרנזיסטורים. אחרי הכל, זה לא יהיה מישהו אחר שיצטרך לתקן את המכשירים ולהחליף טרנזיסטורים מבושלים מדי, אלא אתה בעצמך! תזכור את זה! בהצלחה.

פרסום: radiokot.ru

ראה מאמרים אחרים סעיף Ham Radio Technologies.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אופני אופני מתקפלים 08.12.2006

באנגליה החלו לייצר דגם אופניים מתקפל, שנקרא A-bike בשל צורתם הפרוש.

מכונית במשקל 5 קילוגרם מתקפלת תוך 6 שניות, כשהיא מקופלת (מידות 10 על 67 על 30 ס"מ) נארזת בתרמיל גב המחובר אליה ואינה מפריעה לנוסעי אוטובוס, מטרו, רכבת או מטוס. חומרים - אלומיניום, פיברגלס וחומרים מרוכבים. קוטר הגלגלים הוא 16 סנטימטר, כך שהמכונית מתאימה רק לטיולים עירוניים על אספלט.

משקל הרוכב לא יעלה על 85 קילוגרם. על משטח ישר, המהירות מגיעה ל-10 קילומטרים לשעה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ ננו-חוטים על גרפן גדלים מעצמם

▪ מחפר מיקרו חשמלי של Komatsu

▪ החקלאות החכמה של יפן בחו"ל

▪ קפה חסר צבע ללא סימון

▪ שבבים חדשים של משפחת בלוטות'

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע באתר החשמלאי. מבחר מאמרים

▪ מאמר תקשורת סלולרית. היסטוריה של המצאות וייצור

▪ מאמר איזו חיה יכולה לבצע את תהליך הפוטוסינתזה? תשובה מפורטת

▪ מאמר מכונאי קדם-מכירות. תיאור משרה

▪ כתבה אם התמונה על מסך הצג אינה יציבה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מגבר הספק של 144 מגה-הרץ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר