電子機器用ヒートシンクの 3 つの伝熱および放熱方法

電子機器用ヒートシンクの 3 つの伝熱および放熱方法

コンピューターのラジエーターの放熱方法とは、ラジエーターが熱を放散する主な方法を指します。 熱力学では、放熱は熱伝達であり、熱伝達には主に熱伝導、熱対流、熱放射の 3 つの方法があります。 物質自体または物質と物質が接触するときのエネルギーの移動は熱伝導と呼ばれ、熱伝達の最も一般的な形態です。 たとえば、CPU ヒートシンク ベースと CPU の間の熱を奪うための直接接触は熱伝導です。 熱対流とは、流れる流体（気体または液体）が熱を奪う熱伝達方法を指します。 パソコンケースの冷却方式では、冷却ファンが気体の流れを駆動する「強制熱対流」冷却方式が一般的です。 熱放射とは、光線放射による熱の移動を指し、最も一般的なのは日常生活における太陽放射です。 これらの 3 つの放熱方法は分離されていません。 日常の熱伝達では、これら 3 つの放熱方法がすべて同時に発生し、連携して機能します。

実際、どのタイプのヒートシンクも、基本的に上記の 3 つの熱伝達方法を同時に使用しますが、重視する点は異なります。 たとえば、通常の CPU 空冷ラジエーターでは、CPU ヒートシンクは CPU の表面と直接接触しており、CPU 表面の熱は熱伝導によって CPU ヒートシンクに伝達されます。 冷却ファンは空気の流れを生成し、熱対流によって CPU ヒートシンクの表面の熱を奪います。 また、空気の流れは、熱対流によって CPU ヒートシンクの周囲の空気の熱をシャーシの外側まで奪います。 同時に、温度が高いすべての部品は、周囲温度が低い部品に熱を放射します。