发热是一个影响许多现代技术的问题。 从历史上看，许多东西根本就没有产生足够的热量来解决这个问题。 不过，现代微电子学的情况有所不同。 热量产生是限制性能的一个实际问题。 持续提高性能的关键之一是改进冷却解决方案。
冷却的主要目标是降低被冷却物体的温度。 为此，必须按照热力学第二定律的要求将热量转移到别处。 然而，一个相当大的问题是，顾名思义，微电子往往体积小，而且很难冷却小东西。
冷却能力主要取决于三个关键因素：传热能力、冷却器的绝对质量和表面积。 所有这三者都有不同而重要的影响。
导热系数
要制造高效的冷却器，您必须使用能够有效导热的材料。 金属是极好的热导体。 金属物品可以快速加热并快速冷却。 两者都会发生，因为金属的导热性能极佳。 一种简单的观察方法是将金属勺子的一端放在热水龙头下，同时握住另一端。 很快，当热量沿着手柄传递时，您会开始感觉到勺柄变热。 您可以通过将同一把勺子放在冷水龙头下来观察相反的情况。
大量的
质量对于冷却至关重要，因为大量的金属比少量的金属可以吸收更多的热量。 这与你放入更多水的锅煮沸时间更长的原因相同。有更多的水——在这种情况下是金属——需要加热。 但至关重要的是，最终目标不是加热散热器。 这是为了加热散热器周围的空气，因为空气可以快速移动。 空气可以由于携带热量的对流而流动，这一事实对于将热量从系统中带走至关重要。 值得庆幸的是，大气中有很多空气可以加热。
那么为什么要使用金属呢？ 为什么不直接加热空气呢？ 正如我们之前提到的，很难冷却小东西，因为没有多少空气可以接触到它们来带走热量。 要增加可同时加热的空气量，您需要增加表面积。
表面积
表面积对于有效的热传递至关重要。 最具可比性 example 正在尝试烘干衣服。 虽然 T 恤揉成球状后会变干，但如果您将它整齐地挂起来并尽可能摊开，它会干得更快。 你可以只加热一大块金属，但它不能有效地消除热量。 它甚至可能太慢并继续升温，直到最终导致您试图冷却的东西过热。 为了解决这个问题，您需要增加金属块的表面积。
虽然您可以通过创建一个大而平坦的金属板来增加表面积，但您也可以更聪明地使用它。 通过将那块大的平板金属切割成更多的微型板并将它们堆叠在一起，您可以在更小的空间中拥有相同的表面积。 你在电脑里看到的散热器，甚至汽车里的散热器都有很多薄层。 每张纸都有相当小的表面积，但结合起来，表面积很大，因此冷却能力也很大。 一些散热器或散热器甚至可能在层与层之间有小翅片，以增加相同总体积内的表面积。
综合因素
结合所有这三个因素对于制造一个好的冷却器至关重要。 您需要一个尽可能大的散热器，表面积尽可能大，由导热良好的金属制成。
散热器只是一种基本上可以注入热量的东西。 但是，有两种类型的散热器，被动式和主动式。 虽然主动散热器更常见，但被动散热器更有趣。 被动散热器仅使用上述技术来传输热量。 他们纯粹依靠自然冷却。 由于重力和对流，物理学伸出了援助之手。
为了尽量减少整体空间，您可以将冷却器中的平板金属制成 close 尽可能在一起。 然而，这使得空气很难流过要冷却的表面。 您需要气流带走热量。 如果没有风扇通过小间隙推动空气，您必须在被动散热器中留出相对较大的间隙以实现最佳冷却效果。 您还需要对齐床单，以便冷却器中的空气可以因对流而上升。 热空气上升将新加热的空气带上并从散热器中排出，以替换来自下方的较冷空气。 在任何被动散热器中，金属翅片应该是垂直的或接近垂直的，这样加热的空气就可以由于对流而自然产生。
被动散热器最后一个重要的事情是它需要放置在相对凉爽的空气中。 热量只会从热的物体传递到冷的物体。 它这样做的速度取决于两者之间的温差。 如果你能避免加热被动散热器周围的空气，你应该这样做。
结论
被动散热器是一种仅通过自然方式冷却的热量传递到的物体。 一般来说。 这是它加热空气，然后热空气上升。 然而，这个过程可以在水和其他容易导热和流动的液体和气体中工作。 被动散热器通常很大，表面积也很大。
与主动散热器相比，被动散热器往往在翅片之间具有相对较大的间隙，以便为平稳的气流提供足够的空间。 翅片几乎总是垂直放置或接近垂直放置，这样自然对流就会使加热的空气从散热器中升起。 对于给定的热源，被动式冷却器将比主动式散热器更大，甚至可能大得多，因为带走热量的空气流量大大减少。 主要好处是被动散热器安静且没有活动部件。
