وسایل الکترونیکی، به ویژه رایانههای قدرتمند و پیشرفته، در حین فعالیت خود حرارت ایجاد میکنند. این حرارت علاوه بر کاهش کارایی دستگاه، در طولانی مدت میتواند باعث آسیب دیدن یا از کار افتادن قطعات الکترونیکی شود. برای حل این مشکل، در بسیاری از دستگاههای برقی از قطعهای به نام هیت سینک استفاده میشود. در این نوشته قصد داریم بگوییم هیت سینک چیست و چه فایدهای دارد. همچنین انواع مختلف هیت سینک را معرفی کرده و روش کار و عملکرد آن را شرح دهیم.
رونیکس را بخوانید.
هیت سینک چیست؟
هیت سینک یک قطعه است که معمولاً از فلز ساخته میشود و در دستگاههای الکترونیکی، به ویژه در رایانههای قدرتمند و رایانههای مخصوص بازی، استفاده میشود. کار اصلی آن این است که گرمای تولید شده توسط بخشهای مهم و حساس مانند مادربرد، رم و دیگر قطعات را بگیرد و باعث خنکتر شدن آنها شود. برای اینکه بهتر بدانیم هیت سینک چیست و چه کاری انجام میدهد، اول لازم است کمی درباره راههای جابهجایی گرما صحبت کنیم.
مقاله نمایشگاه بینالمللی تخصصی ابزارآلات صنعت اهواز فردا آغاز میشود حاوی اطلاعات جامعی است.
گرما چطور منتقل میشود و هیت سینک چطور کار میکند؟
برای اینکه بفهمیم هیتسینک چطور کار میکند، اول باید با راههای جابجایی گرما آشنا شویم. بر پایه اصول علم گرمایی، گرما به سه شکل جابهجا میشود: همرفت، تابش و رسانش.
در هیتسینک، از روش رسانش برای انتقال گرمای قطعات الکترونیکی استفاده میشود. در این روش، مولکولهای پرجنبوجوش جسم گرم به مولکولهای کمتحرک جسم خنک برخورد میکنند. این برخورد و حرکت، باعث میشود انرژی گرمایی از جسم گرم به جسم سرد منتقل شود.
کاربرد هیت سینک
هیت سینک با پایین آوردن دما، امکان استفاده در کارهای گوناگون را فراهم میکند. یکی از اصلیترین کاربردهای آن، جلوگیری از گرم شدن بیش از حد رایانه، لپتاپ و دیگر دستگاههای الکترونیکی و خنک نگه داشتن آنها است. از مهمترین موارد استفاده از این قطعه میتوان به این موارد اشاره کرد:
رایانه و لپتاپ (پردازنده مرکزی)
سیستمهای روشنایی الایدی
هیت سینک CPU
پردازنده اصلی کامپیوتر (CPU) هنگام کار کردن و محاسبه اطلاعات، گرمای زیادی ایجاد میکند. اگر این گرما کاهش پیدا نکند، ممکن است به سیستم آسیب برسد. هیتسینک CPU این حرارت را به خود جذب میکند و سپس با کمک یک یا چند فن که نزدیک آن نصب شدهاند، گرما را به بیرون از کیس منتقل میکند. کار هیتسینک برای سلامت کامپیوتر بسیار مهم است و از انواع مختلف آن برای خنک نگه داشتن سرورها و دستگاههای شبکه نیز استفاده میشود.
استفاده از هیت سینک در لامپهای LED
یک کاربرد مهم دیگر هیت سینک در لامپهای الایدی دیده میشود. ممکن است فکر کنیم لامپهای الایدی اصلاً گرمایی تولید نمیکنند، اما این باور درست نیست. این لامپها هم گرما دارند و این گرما توسط یک هیت سینک مناسب از آنها دور میشود.
در لامپهای الایدی، علاوه بر هیت سینک بیرونی، یک هیت سینک درونی هم وجود دارد. اگر گرمای زیادی که در اثر نوردهی در الایدی به وجود میآید، دفع نشود، ماده فسفر داخل آن آسیب میبیند. این آسیب باعث میشود هم نور لامپ کم و رنگ آن تغییر کند و هم عمر مفید لامپ به شدت کوتاه شود.
آشنایی با هیت سینک و انواع آن
هیت سینکها بر اساس دو ویژگی اصلی دستهبندی میشوند: یکی بر اساس کاری که انجام میدهند و دیگری بر اساس جنسی که از آن ساخته شدهاند. در اینجا ابتدا انواع هیت سینک را بر اساس کارکردشان به دو گروه اصلی تقسیم میکنیم و آنها را به شما معرفی خواهیم کرد.
هیت سینک فعال
همانطور که پیشتر گفتیم، هیتسینک گرمای تولیدشده توسط قطعه الکترونیکی را از طریق تماس مستقیم (رسانایی) جذب میکند. در نوع فعال این قطعه که معمولاً در کامپیوترها به کار میرود، یک فن روی هیتسینک نصب شده است که وظیفه دارد این گرما را از مجموعه دور کند و به بیرون هدایت نماید.
در هیت سینکهای فعال، معمولاً از یک فن یا دمنده استفاده میشود که به روش جریان هوای مثبت کار میکند. در این روش، هوا از روی سطح هیت سینک به سمت فضای اطراف هدایت میشود. این جریان هوای مثبت باعث میشود گرمای موجود در سطح هیت سینک بهتر و سریعتر به محیط منتقل شود.
هیت سینک غیرفعال
نکته کلیدی در بررسی خنککننده غیرفعال این است که برخلاف نوع فعال، در این مدل از فن یا قطعه متحرک دیگری برای خنککاری استفاده نمیشود. در عوض، این سیستم تنها بر جریان طبیعی هوا که در اثر گرمایش ایجاد میشود، تکیه دارد تا حرارت را دفع کند. نقطه قوت این خنککنندهها، نیاز نداشتن به برق اضافی و در نتیجه صرفهجویی در مصرف انرژی است.
برای درک عمیقتر این موضوع، مطلب خار فنری چیست؟ را بخوانید.
هیت سینک هیبرید
در این نوع از خنککننده، از دو روش فعال و غیرفعال با هم استفاده شده تا بهترین نتیجه به دست آید. خنککننده ترکیبی، از مزایای هر دو روش برای پایین آوردن سریع دما بهره میبرد. قطعات فلزی این خنککننده، مانند نوع غیرفعال، گرما را دفع میکنند و همچنین یک فن، مشابه خنککننده فعال، به کاهش آسانتر دما کمک میکند.
این مدل برای سیستمهای پرقدرتی مانند ابررایانهها و سرورهای پیشرفته بسیار مناسب است و از نظر هزینه نیز گزینهای اقتصادی به شمار میآید.
آشنایی با هیت سینک و انواع آن بر اساس مواد سازنده
همانطور که در ابتدای این نوشته درباره هیت سینک و کاربرد آن صحبت کردیم، این قطعه کار انتقال گرما را با هدایت حرارتی انجام میدهد. به همین دلیل، معمولاً هیت سینک را از فلزهایی میسازند که توانایی بالایی در هدایت گرما دارند.
هیت سینک های آلومینیومی؛ ارزان و سبک
آلومینیوم یکی از رایجترین فلزها برای ساخت هیتسینک است. این فلز با رسانایی حرارتی ۲۳۵ وات بر کلوین بر متر، گزینه بسیار مناسبی برای این کار به شمار میرود. ویژگیهای مهم هیتسینک آلومینیومی عبارتند از:
– قیمت مناسب در مقایسه با دیگر فلزها
– نقطه ذوب بالا
– در دسترس بودن آسان
– قابلیت شکلپذیری خوب برای تولید انواع هیتسینک
– وزن کم نسبت به سایر آلیاژها
– جذب نکردن رطوبت
– عدم جمعشدگی و ترکخوردگی
به نقل از سایت دیجیکالا می توان گفت:
هیتسینکها از مواد رسانای گرما (که معمولاً آلومینیوم است) ساخته میشوند. آلومینیوم در مقایسه با دیگر مواد رسانای حرارتی مانند نقره و طلا، فلزی بسیار مقرونبهصرفه است. گرمای تولیدشده در یک فضای نسبتاً کوچک الکترونیکی، توسط یک صفحه فلزی صاف از طریق رسانایی جذب میشود. معمولاً برای بهبود این فرآیند، یک خمیر حرارتی بین پوشش بیرونی قطعه الکترونیکی و هیتسینک قرار داده میشود. با این کار، تماس فیزیکی بین این دو قطعه بهتر برقرار میشود.
آشنایی با هیت سینک مسی
مس هم یکی از فلزاتی است که در ساخت هیتسینک کاربرد دارد. این فلز با رسانایی حرارتی ۴۰۰، گزینه مناسبی برای این منظور به شمار میرود. البته مس در مقایسه با آلومینیوم هم قیمت بیشتری دارد و هم سنگینتر است.
با این حال، به دلیل رسانایی بهتر و قابلیت فرمپذیری بالاتر، میتواند عملکرد مؤثری به عنوان هیتسینک داشته باشد. از مس معمولاً در قطعاتی استفاده میشود که نیاز به دفع گرمای بیشتری دارند.
از دیگر فلزات مورد استفاده در ساخت هیتسینک میتوان نقره خالص و طلا را نام برد. البته استفاده از این فلزات هرچند کارایی قطعه را بالا میبرد، اما هزینه آنها در مقایسه با آلومینیوم و حتی مس بسیار بیشتر است.
مدیریت گرما در وسایل برقی مانند رایانهها و لامپهای الایدی، باعث بهبود کارایی آنها، کاهش مصرف برق و جلوگیری از آسیب دیدنشان میشود. پس از بررسی و انتخاب هیتسینک مناسب برای نیاز خود، میتوانید با این انتخاب درست، عمر وسیله خود را بیشتر کنید.
برای یادگیری پیشرفته، به آموزش پنچرگیری موتور به ساده ترین شکل به همراه آموزش تصویری مراجعه کنید.
شما با کدام نوع از هیتسینکها آشنایی دارید؟
.h_iframe-aparat_embed_frame{position:relative;}.h_iframe-aparat_embed_frame .ratio{display:block;width:100%;height:auto;}.h_iframe-aparat_embed_frame iframe{position:absolute;top:0;left:0;width:100%;height:100%;}
سوالات متداول
هیت سینک چیست؟
هیت سینک یک قطعه است که معمولاً از فلز ساخته میشود و در دستگاههای الکترونیکی مانند کامپیوترهای قدرتمند و گیمینگ به کار میرود. کار اصلی آن خنککردن قسمتهای مهم و حساس دستگاه، مانند مادربرد و رم، است تا از گرمای بیش از حد آنها جلوگیری کند.
هیت سینکها از چه موادی ساخته میشوند؟
معمولاً برای ساخت هیت سینک از فلزات استفاده میکنند. در این فرآیند، میزان توانایی فلز در انتقال گرما (رسانایی گرمایی) بسیار مهم است. فلزاتی مانند آلومینیوم، مس، نقره و طلا بهترین گزینهها برای ساخت هیت سینک محسوب میشوند.
تفاوت هیت سینک فعال و غیرفعال چیست؟
در هیت سینک فعال از یک فن برای خنککردن قطعه استفاده میشود. اما در هیت سینک غیرفعال، هیچ فنی وجود ندارد و گرمای قطعه باید به طور طبیعی و از طریق جریان هوا (همرفت) از آن خارج شود.