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Kühlkörper
Kühlkörper dienen der Wärmeableitung von Wärme produzierenden Bauteilen und bieten bei der Herstellung der Bauteile die Möglichkeit, diese in ihrer Baugröße klein zu halten.
Inhaltsverzeichnis
Das Prinzip
Kühlkörper vergrößern die Oberfläche eines Bauteils und ermöglichen dadurch eine größere Wärmeabfuhr an das Umgebungsmedium. Das Umgebungsmedium kann z.B. aus Luft, Wasser, Öl etc. bestehen.
Voraussetzung für die Funktion eines Kühlkörpers ist, dass das Umgebungsmedium eine geringere Temperatur besitzt.
Schwarze Kühlkörper geben gegenüber helleren (z.B. weißen) Kühlkörper mehr Wärme ab, sie nehmen allerdings auch mehr Wärme auf. Dieses Verhalten begünstigt das Aufsteigen der Luft und somit die natürliche Wärmeabfuhr. In Verbindung mit einem Lüfter spielt die Farbe allerdings keine Rolle mehr.
Aufbau
Kühlkörper bestehen aus Materialien die eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen. Kupfer leitet z.B. die Wärme besser als Aluminium. Da Kupfer aber ein teurer, schwerer Werkstoff ist, sind auch Kombinationen aus verschiedenen Materialien zu finden (z.B. Kupfer-Inlett in einem Aluminium-Kühlkörper).
Um eine große Fläche zu erhalten, besitzen fast alle Kühlkörper sogenannte Kühlrippen (auch Fins genannt). Reichen diese allein für die Wärmeabgabe nicht aus, können Lüfter zur Unterstützung eingesetzt werden, die kühle Luft zwischen die Kühlrippen blasen.
Material
Nicht jedes Metall eignet sich für jede Anwendung. Auch die Rohstoffpreise können ein Kriterium sein. Die günstige Variante ist hier nicht immer auch die Beste. Je geringer die Wärmeleitfähigkeit, desto größer muss der Kühlkörper dimensioniert werden. Hauptsächlich werden folgende Metalle verwendet:
Aluminium
Aluminium-Kühlkörper lassen sich einfach und kostengünstig herstellen. Der Werkstoff ist zudem sehr leicht.
Gegen Aluminium sprechen die geringe Wärmeleitfähigkeit und das weiche Material.
Kupfer
Kupfer hat eine gute Wärmeleitfähigkeit, ist aber im Vergleich recht teuer. Kühlkörper aus Kupfer besitzen ein hohes Gewicht. Aufgrund dessen werden Kupferkühlkörper in den meisten Fällen in Kombination mit einem Lüfter eingesetzt.
Silber
Silber hat eine sehr gute Leitfähigkeit und ist dafür aber deutlich teurer.
Heatpipes
Heatpipes werden bei Kühlkörpern eingesetzt, die räumlich versetzt montiert werden. Dabei sind diese Wärmerohre nur für den Transport der Wärme und nicht für die Kühlung an sich verantwortlich. Heutzutage werden immer häufiger Kühlkörper mit Heatpipes eingesetzt.
Montage
Damit zwischen dem Kühlkörper und dem zu kühlenden Bauteil kein unerwünschtes Luftpolster entstehen kann, wird eine dünne Schicht Wärmeleitpaste aufgetragen. Sollte allerdings zwischen Kühlkörper und Bauteil eine galvanische Trennung erforderlich sein, werden Glimmer-, Keramik- oder spezielle Kunststoff-Scheiben zur Isolierung verwendet.
Galerie
Kühlkörper gibt es passend zu verschiedenen Bauteilen in unterschiedlichen Varianten:
Aufsteck-Kühlkörper (Transistor)
Kühlkörper mit Lötstifte (Transistor)
Kühlkörper mit Stifte (Mainboard-Chip)
Feder-Kühlkörper steckbar (Rund-Transistor)
Finger-Kühlkörper (Diode, Transistor)
Kühler mit Heatpipe (Prozessor)
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