• Dossier: Hou het koel !

    2 March 2011 00:03 door
    PC's worden steeds maar sneller, krijgen betere prestaties en dit terwijl de afmetingen slinken. Warmte afvoer wordt hierdoor meer en meer een probleem. Maar waar komt de warmte vandaan, wat doet het en hoe krijgen we deze warmte efficiënt afgevoerd? In het dossier 'hou het koel' proberen we informatie te geven over het fenomeen 'warmte' en 'koeling' in onze PC.


    Hou het koel !



    Van waar komt die warmte?

    In 1841 deed James Prescott Joule een experiment waarbij hij een draad door een waterbad liet lopen en de temperatuur van het waterbad nauwlettend in het oog hield. Hij had immers gemerkt dat een draad die elektriciteit transporteert warmte afgaf.
    Hoe meer stroom hij door de draad joeg, des te warmer werd het water. Nu, zoveel jaren later hebben we nog steeds met dit fenomeen te maken. Bij elektriciteit worden geladen deeltjes, elektronen, versneld door het elektrisch veld of potentiaalverschil. Deze verplaatsing van elektronen is wat we noemen 'het vloeien van stroom'.
    Ook in halfgeleiders gebeurd dit: elektronen, gaten of ionen verplaatsen zich door de geleider onder invloed van de aangelegde spanning.
    Wanneer nu een in beweging zijnde elektron stoot op een stilstaand atoom, bijvoorbeeld de buitenmantel van een draad, dan verliest het een beetje kinetische energie. Het is deze kinetische energie die omgezet wordt in warmte. Alles wat de versnelling tegengaat wordt gezien als 'weerstand'. Hoe groter de stroom en hoe meer weerstand, des te meer energieverlies wat zich uit in meer warmte.

    Wat doet die warmte?

    De huidige pc is opgebouwd uit verschillende printplaten met daarop talloze geïntegreerde schakelingen. Al deze schakelingen produceren warmte wat in het geval van onze computer een bij-product is. We willen deze warmte immers niet.
    Door steeds meer en meer componenten bijeen te pakken op een kleine oppervlakte kan het fenomeen warmte een probleem gaan vormen. De gegenereerde warmte kan zo hoog oplopen dat gebruikte materialen hun eigenschappen verliezen. Plastic wordt sprok en breekt of begint te smelten, het substraat waarop halfgeleiders staan deformeert, solderingen komen los, ... Maar ook minder directe nefaste gevolgen zijn mogelijk: mindere algemene prestaties, veroudering van componenten gebeurt veel sneller, ...


    (Defecte CPU door oververhitting)