A KESKENY KÉK FÜSTFELHŐ ÉS A RÁDIÓAMATŐR ÁRAMKÖR TERVEZÉS

ÉS KÉSZÜLÉK ÉPÍTÉS NÉMELY ÖSSZEFÜGGÉSE

Ziegler Márton, Ganz Rádióklub

A gróf kérdi a komornyikot: -Jean, Hány fok van a szobában? -Tizennyolc uram. -És az utcán hány fok van Jean?  Négy fok uram! -Nyissa ki az ablakot Jean! Engedjük be azt a négy fokot is!

Gondolkodjunk el ezen a viccen…

Mivel, az ellenálláson átfolyó áram hőt termel, ezért minden valós ellenállással bíró, árammal átjárt vezetőn hő keletkezik.
Van, amikor ezt szándékosan használjuk fel: elektromos fűtő berendezések, elektromos főzőlap, etc.
Viszont a mi esetünkben a keletkező hő káros és ezért az elvezetéséről gondoskodni kell!
Ez már az alkatrész méretezésénél alapvető dolog.
Tehát az alkatrészt az üzem közben rajta keletkező - disszipálódó hőmennyiségre kell válogatni, illetve méretezni.
Nagyon fontos, hogy ne keverjük össze a hőmennyiséget a hőmérséklettel!
Például egy zseblámpa izzószála 1800Celsius fokos. Az elektromos olvasztó kemencében is 1800 fok van. (állítsuk be annyira)

Világos, hogy a kemencében lévő hőmennyiség sok nagyságrenddel nagyobb, mint a zseblámpa izzóban jelenlévő hőmennyiség. Az alkatrészeinken keletkező káros hő elvezetéséről gondoskodni kell passzív és aktív módon is.
A hő alapvetően három módon terjed: hővezetéssel, hőáramlással és hősugárzással.
A gyakorlatban mind a három módot felhasználjuk a hűtésre.

Extrém magas üzemi hőmérsékletű alkatrészeknél, például a végfok teljesítmény elektroncsövei miatt, a sugárzó hőtől árnyékolni kell a készülék többi részét! Ebben az esetben a rendkívül magas nagyfrekvenciás térerő miatt a végfokot amúgy is valamiféle Faraday kalitkába (kutyaház) építjük be.

Amellett, hogy az alkatrészeket disszipációra méterezzük, a termikus viszonyok alapvető figyelembe vételére is szükség van az áramkör és berendezés topológiai tervezésénél-vagyis, az alkatrészek és egységek elhelyezésénél. Például ökölszabály, hogy elektrolit kondenzátort, nem teszünk intenzíven melegedő alkatrész mellé, vagy forró környezetbe!
Ennek ellenére a számítógép alaplapok többsége megy tönkre, mert az elektrolit kondenzátorok a magas hőmérséklet miatt kiszáradnak benne…

Mivel a fémek jó hővezetők, arra is figyelni kell, hogy a mechanikai szerkezet ne képezzen hő hidat egy „forró terület” és egy hőérzékeny terület között.
Fontos még a készülék építéséhez használt anyagoknak, az egyéb kívánalmak mellett a termikus szempontból megfelelő kiválasztása: Egy forrósodó hűtőfelületet nyilván nem rögzítek hőre lágyuló anyagra…
Néhány példa a hőterjedés különböző formáinak felhasználására:

HŐVEZETÉS: Hűtőborda – „Ezüstpaszta” – szilikonzsír, etc.

HŐSUGÁRZÁS: A hűtőborda és a meleg felületek feketére való eloxálása a jobb hősugárzás miatt. A sugárzó felület megnövelése. Ellentéte a tükröző, hősugárzást visszaverő felület.

HŐÁRAMLÁS: A levegő, vagy egyéb hűtőközeg passzív, és-vagy aktív keringetése. A hűtőfelület növelése bordázottsággal, folyadék hűtés, termikus kémény, ventilátor etc…

Nagyon zavaró lehet a ventilátor suhogása! Ezt a levegő áramlás sebességének és a ventillátorok fordulatszámának csökkentésével lehet elérni a LÉGSZÁLLÍTÓ KÉPESSÉG SZINTEN TARTÁSA, vagy növelése mellett. Ezt a ventilátor átmérőjének megnövelésével, illetve a lapátok jobb aerodinamikájával érik el, illetve használják még a melegedés függvényében történő dinamikus fordulatszám szabályozást is.
Amit írtam az a téma rendkívüli primitív leszűkítése csupán. Ezt a mérnök uraknak évekig tanítják az egyetemeken.