Ich muss in der Schule erklären, wofür eine Kühlung im PC ist. Natürlich zum Kühlen, das weiß ich auch.
Aber was wird dort genau gekühlt?
Wie wird der Kühler angesteuert?
Was für Arten von Kühler gibt es?
Wovon hängt die größe des Kühler ab?
…
Also ich muss auf eine PowerPointpräsentation einfach nur mal kurz die Funktion des Kühler erklären. Wisst ihr da gute Seiten im Internet wo es leicht erklärt ist? (Will nicht mit Spezialwörter vollgeworfen werden, weil ich die dann auch wieder erklären muss) Bis jetzt hab ich eigentlich fast nur so Produktbeschreibungen und Seiten über Wasserkühlung gefunden.
Hallo Hendrik,
ich bin bestimmt kein experte zum thema kühlung, aber ich schreibe hier einfach mal was mir dazu einfällt:
Aber was wird dort genau gekühlt?
Bauteile die wärme produzieren die die zur zerstörung der teile führen würde falls sie ungekühlt sind. in erster linie der hauptprozessor, aber auch andere
bauteile auf dem mainboard (dann meistens passiv)
Was für Arten von Kühler gibt es?
generell gibt es Aktive und Passive Kühl systeme
Pasiv ist z.B ein kühler der einfach nur auf die CP gesetzt wird und die wärme auf kühlrippen verteilt das sie einfach an die luft abgebeben werden kann.
kommt heute nicht mehr für hauptprozessoren in frage da die zu viel wärme produzieren.
Aktive kühlsysteme alles wo ein lüfter luft am kühl körper vorbei bläst.
entweder direkt auf dem prozessor teilweise aber auch head-pipes die dann erst
zu einem kühlkörper führen. und natürlich auch wasserkühlungs systeme.
das alles sind aktive system.
alle kühlsysteme haben den grund idee die wärme weg von der hitze quelle zu leiten. damit es keinen hitze schaden gibt.
Wie wird der Kühler angesteuert?
bei passiven systmen wird gar nicht geregelt.
es gibt auch aktive system die nicht geregelt werden dann dreht der lüfter halt immer mit voller leistung.
wenn gesteuert oder gereglt wird. dann in der regel durch einen temperatur sensor. entweder im kühlkörper oder über das mainboard. dadurch wird dann die
dreh geschwindigkeit des lüfters geregelt.
Wovon hängt die größe des Kühler ab?
von der zu erwartenden wärme entwicklung, von der bauweise des kühlkörpers.
man kann die gleiche mänge wärme ja auf mehreer arten abführen entweder durch
einen grossen kühlkörper mit langsamen lüfter oder eine kleinerem külkörper der und einem leistungstarken lüfter der sehr viel luft am kühl körper vorbei drückt
so das mehr wärme von der luft aufgenommen werden kann…
di zweite lösung wird warscheinlich mehr geräusche machen.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hauptsächlich Prozessor, Chipsatz, Grafikkarte.
Aber auch Spannungswandler, Festplatten etc. produzieren Abwärme und sollten deshalb auch ein wenig Luftstrom abbgekommen.
Wie wird der Kühler angesteuert?
In der Regel garnicht. Sie laufen mit 12V und das war’s.
Bei Notebooks ist das dagegen meist Temperaturgesteuert.
Ich muss in der Schule erklären, wofür eine Kühlung im PC ist.
Natürlich zum Kühlen, das weiß ich auch.
Aber was wird dort genau gekühlt?
Wie wird der Kühler angesteuert?
Was für Arten von Kühler gibt es?
Wovon hängt die größe des Kühler ab?
…
Also ich muss auf eine PowerPointpräsentation einfach nur mal
kurz die Funktion des Kühler erklären. Wisst ihr da gute
Seiten im Internet wo es leicht erklärt ist? (Will nicht mit
Spezialwörter vollgeworfen werden, weil ich die dann auch
wieder erklären muss) Bis jetzt hab ich eigentlich fast nur so
Produktbeschreibungen und Seiten über Wasserkühlung gefunden.
Ich muss in der Schule erklären, wofür eine Kühlung im PC ist.
Natürlich zum Kühlen, das weiß ich auch.
Zuerst etwas Physik:
Energie lässt sich nicht vernichten oder verbrauchen, sondern nur umwandeln.
Mit elektrischen Geräten kannst du elektrische Energie in mechanische (z.B. Motor, Elektromagnet), in Licht (z.B. Taschenlampe, LED, Laser), Radiowellen, Wärme usw. umwandeln. Wärme entsteht leider schon wenn du Strom durch einen Draht leitest und ist somit der Hauptgrund für Verluste. Bei elektronischen Geräten und Bauteilen wird meistens der grösste Anteil der hineingesteckten Energie in Wärme umgewandelt.
Aber was wird dort genau gekühlt?
Da ein CPU eigenlich nicht als Heizplatte verwendet wird, obwohl bei vielen CPUs die Energiedichte pro cm höher ist als bei jedem Kochherd, ist es die Verlustleistung welche abgeführt werden muss. Bei den heute verwendeten CMOS-Transistoren ist die Verlustleistung im wesentlichen proportional zur Betriebsfrequenz. Also Grob: doppelte Frequenz gleich doppelte Verlustleistung, solange die Spannung konstannt ist.
Wie wird der Kühler angesteuert?
Kühlen bedeutet eigentlich nur, die Energie auf eine grössere Masse zu verteilen. Im allgemeinen wird die Warmeenergie an die Umgebungsluft abgegeben, welche sich dadurch erwärmt. Ein einfacher Kühlkörper hat deshalb eine möglichst grosse Oberfläche über welche er die Wärme an möglichst viel Luft abgeben kann. Dadurch, dass warme Luft leichter ist als kalte steicgt diese langsam auf und wird durch kühlere nachströmende Luft ersezt. Diesen Vorgang nennt man Konvektion. Dadurch, dass man die Luft künstlich bewegt (Lüfter) wird die Konvektion beschleunigt und somit kann mehr Energie pro Zeiteinheit wegbefördert werden. Beim Kühlmedium spielt die Fähigkeit wieviel Wärme pro Volumen aufgenommen werden kann eine grosse Rolle. Um die gleiche Menge an Energie aufnehmen zu können wir Luft wesentlich wärmer als Wasser.
Bei einer Wasserkühlung wird dies Ausgenutzt um die Wärme möglichst einfach von der Wärmequelle abzuführen und auf eine grosse Oberfläche zu verteilen, welche diese dann wiederum an die Luft abgibt (Wärmetauscher).
Dabei spielen die Phasenübergänge auch noch eine grosse Rolle. Um z.B. einen Liter kochendes Wasser zu verdampfen, benöticht es etwa gleich viel Energie wie man benötigt um einen Liter Wasser von 20°c auf 100°C zu erwärmen.
Heatpipes nützen diesen Effekt aus. In der Heatpipe befindet sich eine Flüssigkeit welche sich unten sammelt und dort verdampft wird, also Energie aufnimmt, der Dampf steigt auf und kondensiert am oberen Ende wieder, gibt also die aufgenommene Energie wieder ab. Um den ganzen Vorgang zu optimieren befindet sich im innern des Rohres noch ein zweites dünneres Rohr durch welches der Dampf ungehindert nach oben bewegen kann. Normale Heatpipes können die Wärme immer nur von unten nach oben transportieren. (Es gab auch einmal erfolgreiche Versuch Häusr mit Heatpipes zu klimatisieren. Im wesentlichen hat man dazu auf- und absteigende Löcher in die Ausenwände gebort. Im Sommer steckt man die Heatpipes so in die Löcher dass die Heatpipe aussen höher endet als Innen, im Winter montiert man sie umgekehrt). Im wesentlichen kann eine Heatpipe Wärme wesentlich besser Leiten als jedes andere bekannte Materiel.
Eine Wasserkühlung oder eine Heatpipe lösen eigentlich nur ein mechanisches Problem. Eine gute Kühlung benötigt eine möglichst grosse Oberfläche, aber dort wo die Wärme entsteht, z.B. CPU ist zu wenig Platz. Man benötigt also eine Art „Verlängerungskabel für Wärme“.
Übrigens funktioniert ein Kühlschrank, also eine Wärmepumpe, ähnlich wie eine Heatpipe. Allerdings benötigt eine Wärmepumpe eine zusätzliche Energiezufur, dafür bekommt nam aber auch eine Temperatur-Differenz zwischen der kalten und der warmen Seite, was bei der Heatpipe nicht der Fall ist. Ein Peltier-Element ist auch Wärmepumpe auf Halbleiterbasis, allerdings hat es einen recht schlechten Wirkungsgrad.