درجة الحرارة تؤثر على أداء الترانزستور في أشكال مختلفة. يمكن أن يؤثر على عملية التشكيل أو عملية التحويل الحالي وإنتاج الطاقة الكهربائية. يؤثر درجة الحرارة العالية أو المنخفضة سلبا على أداء الترانزستور. على سبيل المثال، عندما تكون الحرارة عالية فإن قدرة التشغيل الكهربائي للترانزستور ستنخفض ويقل أيضًا قدرة التحويل الحالي. كما أن درجة الحرارة المنخفضة قد تؤدي إلى تجميع الإشعاع الحراري الذي يؤثر سلبا على عملية التشكيل الحالية.
مكثف الفضة النقية هو مكثف مصنوع من الفضة النقية، وهو نوع من المكثفات المخصصة التي تستخدم لتحمل عالي للجهد واستقرار عالي في الدرجة الحرارة والتردد. وتشتغل هذه المكثفات بشكل أفضل في التطبيقات التي تتطلب التسجيل الطويل والحساسية العالية للجهد والتردد. ويستخدم مكثف الفضة النقية في تطبيقات الصوت والفيديو المتطورة، والأجهزة الصناعية، والأجهزة الطبية، والأجهزة الأمنية والأجهزة الصحية وغيرها. كما يستخدم في التطبيقات الصوتية المتطورة للحصول على صوت أكثر دقة وجودة.
1. سرعة التنفيذ: يجب أن تكون المكثفات التي تختارها قادرة على تنفيذ المهام بسرعة.
2. توافر الإطارات: يجب أن تختار مكثفات تدعم الإطارات الشائعة لتطبيقات الترددات العالية ودرجات الحرارة المرتفعة.
3. المواد القابلة للصدأ: يجب أن تكون المكثفات التي تختارها قادرة على التكيف مع الظروف المختلفة والمواد القابلة للصدأ المختلفة.
4. المتانة والاستبدال: يجب أن تكون المكثفات التي تختارها قابلة للاستبدال بسهولة ومتانة.
5. الأداء الكهربائي: يجب أن تختار المكثفات التي يمكنها توفير أداء كهربائي مستقر وفعال لتطبيقات معينة.
6. القوة المحركة: يجب أن تختار المكثفات التي تمتلك قوة محركة كافية لتحميل التطبيقات الخاصة بها.
7. الصناعة المتعددة: يجب أن تختار المكثفات التي تدعم أنواع مختلفة من الصناعات المتعددة.
درجة الحرارة له تأثير كبير على سعة المكثف. بزيادة درجة الحرارة ستزيد سعة المكثف، وبالتالي ستزيد طاقة المكثف. هذا يعني أنه عندما تزداد درجة الحرارة، ستزداد أيضا سعة المكثف. وبالعكس، عندما تنخفض درجة الحرارة، ستنخفض سعة المكثف. في الأحوال الأكثر عرضة للخطر، فإن المكثفات التي تعمل على درجات حرارة عالية أكثر عرضة للتلف.
درجة الحرارة المرتفعة تؤثر على أداء المكثفات بشكل سلبي، وعليه يجب الرجوع إلى النظام كله في التطبيقات الحرجة للتأكد من أن درجة الحرارة مناسبة لضمان أفضل أداء المكثف. يجب أيضًا الحذر من التبريد الزائد للمكثفات، وذلك بسبب الضغط الإضافي الذي قد يؤدي إلى انخفاض في الأداء وزيادة في الحساسية للإخراجات الحساسة.
يمكن أن تكون مراوح الكمبيوتر مزعجة و غالبًا ما تكون مزعجة وتجمع الغبار بينما تعتمد معظم أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة على المراوح و لا تعتمد الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية عليهم لماذا ؟!
كل التيار الكهربائي المتدفق عبر موصل ينتج قدرًا من الحرارة. تشتمل أجهزة الكمبيوتر الحديثة على العديد من الأجزاء التي تولد الحرارة ، مثل مصدر الطاقة. ولكن إلى حد بعيد ، تنتج وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات أقصى درجات الحرارة في نظام الكمبيوتر. في الوقت الحالي ، دعنا نركز على وحدة المعالجة المركزية كمثال.
تستهلك وحدات المعالجة المركزية الحديثة لسطح المكتب x86-64 قدرًا كبيرًا من الطاقة (عادةً ما بين 100 و 300 واط ) ، لذا فهي تولد الكثير من الحرارة الضائعة. يجب إزالته من وحدة المعالجة المركزية نفسها حتى لا تتعطل الشريحة.
من أسهل الطرق للتخلص من الحرارة هي استخدام المشتت الحراري والهواء. يقوم المشتت الحراري بتوصيل الحرارة من وحدة المعالجة المركزية إلى الزعانف المعدنية مع وجود فجوات بينها. ثم تسحب المروحة الهواء عبر فجوات الزعانف ، وتنقل الحرارة من الزعانف إلى الهواء. عادةً ما تقوم مروحة ثانية بنفخ هذا الهواء الساخن خارج علبة الكمبيوتر أثناء امتصاص الهواء البارد من الخارج لتكرار الدورة.
حتى إذا كان نظامك يستخدم التبريد السائل ، فستظل بحاجة إلى مروحة للمساعدة في نقل الحرارة من المبرد السائل إلى الهواء بمجرد ضخه بعيدًا عن رقائق العمل الشاق.
تستخدم الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية عمدًا وحدات المعالجة المركزية (عادةً في شكل SOC ) التي لا تنتج قدرًا كبيرًا من الحرارة مثل وحدات المعالجة المركزية لسطح المكتب والكمبيوتر المحمول. قد تستهلك وحدة المعالجة المركزية ARM النموذجية المستخدمة في جهاز محمول حوالي 2 واط عند أقصى حمل. نتيجة لذلك ، لا يحتاجون إلى مراوح للتبريد. الحرارة التي ينتجونها منخفضة بدرجة كافية بحيث يمكن أن تشع بعيدًا بشكل سلبي عبر جسم الجهاز.
نظرًا لأن وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات في الأجهزة بحجم الجيب تحتاج إلى نفاد البطاريات الصغيرة ، فلا يمكن أن تكون متعطشة للطاقة مثل نظيراتها المكتبية. لذلك ، من الناحية التاريخية ، استخدمت أجهزة الكمبيوتر بحجم الجيب رقائق أقل قوة من الناحية الحسابية (التي تستهلك أيضًا طاقة كهربائية أقل) مقارنة بنظيراتها المكتبية.
في الآونة الأخيرة ، مع ظهور معماريات SOC مثل سلسلة M1 من Apple ، بدأت وحدات المعالجة المركزية المحمولة في مطابقة بل وتجاوز بعض أجهزة الكمبيوتر المكتبية مع استخدام طاقة أقل – بينما لا تزال لا تتطلب مراوح تبريد. (من الجدير بالذكر أنه على الرغم من أن M1 MacBook Air لا يحتوي على مروحة ، إلا أن M1 MacBook Pro يحتوي على مروحة ، مما يسمح له بتحقيق سرعات قصوى أعلى لتحسين الأداء على حساب بعض الحرارة الإضافية التي تحتاجها المروحة رعاية.)
كما اتضح ، تتمتع شرائح ARM بالعديد من مزايا كفاءة الطاقة مقارنة بتصميمات x86 القديمة. من بينها ، يستخدمون مجموعة تعليمات مخفضة ، لذلك غالبًا ما يستخدمون عددًا أقل من الترانزستورات (يستخدم كل ترانزستور طاقة إضافية). لديهم أيضًا وضع السكون المدمج الذي يسمح للرقاقة باستهلاك أي طاقة بشكل أساسي عندما تكون في وضع الخمول.
في المقابل ، تتمتع وحدات المعالجة المركزية x86 بتصميمات معقدة تتضمن ميزات قديمة للتوافق مع الإصدارات السابقة الممتدة حتى السبعينيات ، لذلك لم يتم تصميمها من الألف إلى الياء لتكون فعالة قدر الإمكان وفقًا للمعايير الحديثة (على الرغم من التأكد ، تحاول Intel و AMD بأقصى ما تستطيع). كما أنها ليست مصممة للنوم عندما لا تكون قيد الاستخدام بنفس طريقة استخدام شريحة ARM ، لذلك فهي تستهلك دائمًا القوة ، حتى عندما تكون في وضع الخمول.
الأهم من ذلك ، عندما يتم توصيل أجهزة كمبيوتر سطح المكتب بتيار الحائط ، فإنهم يتمتعون بحرية استخدام كميات هائلة من الكهرباء مقارنة بالأجهزة بحجم الجيب. قد يكون هناك دائمًا وحوش تدفع الأظرف وتحتاج إلى تبريد هواء من نوع ما.
يأتي إرث التوافق مع الإصدارات السابقة الموجود في أجهزة الكمبيوتر الشخصية التي تعمل بنظام Windows بتكلفة ، ويمضي بائعو Apple و Chromebook قدمًا من خلال أجهزة كمبيوتر أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ونادرًا ما تحتاج إلى الاعتماد على مراوح التبريد. إذا أصبح Windows على ARM قابلاً للتطبيق ، فقد نرى أداءً مشابهًا من أجهزة الكمبيوتر الشخصية التي تعمل بنظام Windows. أوقات ممتعة في المستقبل!
