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sábado, 19 de dezembro de 2009

REFRIGERAÇÃO ELETRONICA, SEM GÁS SÓ COM ELETRICIDADE.


Termoeletricidade
Um dos maiores problemas que o avanço da informática encontra no momento é solucionar o problema da elevada temperatura dos processadores, pois como eles estão evoluindo principalmente em velocidade, vão cada vez esquentando mais, porque a velocidade medida normalmente em MEGAHERTZ, é proporcional à temperatura que os processadores terão quedissipar.

Na verdade cada hertz dessa conta que significa um pulso de clock, e isso significa que todos os milhões de transistores presentes nas pastilhas dos processadores ( cerca de 5 milhões ) serão percorridos por uma determinada corrente, o mais baixa possível para não aumentar a bendita temperatura, a cada hertz. (Como a velocidade dos processadores mais rápidos aproxima-se dos 4 MEGAHERTZ, isso significa que um processador será percorrido por uma determinada corrente 4 milhões de vezes a cada segundo). 

O artifício normalmente utilizado além de COOLERS (Ventiladores) estratégicamente bem bolados para oferecer a melhor eficiência em refrigeração, tem sido a diminuição das bolachas dos transistores (Já que um transistor é em sintese uma espécie de sanduiche com 3 bolachas, sendo as bolachas das extremidades formada por material de polaridade diferente da camada do meio). Essas bolachas dos transistores chegaram pois a ter a espessura de apenas alguns átomos.

Já tem uns tres anos que a velocidade dos processadores não aumenta, por conta dessa limitação, e a indústria tem se preocupado em aumentar o poder de processamento aumentando o número de núcleos dos processadores e dividindo as tarefas, dessa forma teríamos dois ou mais processadores dividindo as tarefas que anteriormente seriam processadas por um único processador. Assim chegamos ao Core i7 que simula oito processadores. (São quatro processadores sendo que cada um simula dois pela tecnologia Hiperthreading já utilizada antreriormente pela Intel.).

Entretanto os apaixonados por OVERCLOCKING não param de pesquisar e já bolaram todo tipo de método para refrigerar os processadores e assim poder aumentar artificialmente o seu clock ou seja os MEGAHERTZ, (Quantidade de vezes em que a corrente percorre o núcleo do processador) e eles não fazem isso só com o processador da CPU mas também com o processador da placa de vídeo que tem uma tecnologia tão sofisticada que chega a superar a própria CPU. (São refrigeradores que vão do gás à água)

De fato é necessário. Se alguém liga um processador sem o COOLER (Ventilador que fica em cima da CPU), ele esquenta tanto que se colocarmos o dedo em cima é possível que a pele fique grudada na CPU e essa só não irá queimar porque já a algum tempo a CPU desliga antes de queimar quando a temperatura atingir patamares alarmantes, não sem antes alarmar alta temperatura.

Mas eis que hoje já temos tecnologia para resolver esse pequeno problema. Não só para refrigerar a CPU mas também o gabinete, pois Gabinete quente significa problema de alarme de alta temperatura.

A soilução é o  Inversor de Peltier


Por:


Prof. Luiz Ferraz Netto

leobarretos@uol.com.br





LEMBRANDO

A termoeletricidade pode esquentar ou esfriar.

Um termopar é formado por dois metais diferentes que são fortemente unidos por suas extremidades. Um exemplar simples pode ser construído torcendo juntas as extremidades (bem limpas) de um fio de cobre e um fio de ferro.



EXPLICANDO

O inversor de Peltier usa da termoeletricidade para manter uma máquina térmica ás avessas. Como referência, um modelo didático do inversor apresenta um terminal vermelho e outro preto. Se o terminal vermelho for ligado ao pólo positivo de uma bateria de 6 V e o terminal preto ao pólo negativo, o topo do inversor esfriará e o calor produzido em sua parte inferior será transferido para o ambiente pelas aletas do dissipador. Na parte de cima o dispositivo torna-se frio o bastante para gelar uma gota de água.



DE QUE CUCA SAIU ISSO

J. C. A Peltier descobriu em 1834 que, quando uma corrente elétrica flui pela junção de dois condutores de metais diferentes, calor é liberado ou absorvido pela junção. O sentido da corrente é quem determinará se a junção se aquece ou esfria. Este efeito depende dos condutores usados e da temperatura da junção; ele não está associado com o potencial de contato gerado entre dois metais distintos, não depende da forma ou dimensões dos materiais que compõem a junção.



Peltier, enviando uma corrente elétrica por um termopar feito de antimônio e bismuto, conseguiu congelar uma gota de água. Foi a primeira demonstração de uma refrigeração termelétrica. O inversor de Peltier atual (denominado pastilha Peltier) é constituído por uma série de pares termelétricos minúsculos feitos de material P e N, semicondutores de silício dopados. "Buracos" podem migrar pelo material P.



NA DIDÁTICA

Para aplicações práticas, ou mesmo demonstrativas, em salas de aula e Feiras de Ciências, pode-se adquirir (por exemplo, via Mercado Livre), pastilhas Peltier. Minha aquisição recaiu sobre:



Pastilha Peltier termoelétrica de 46,5 W, com dimensões (40 x 40 x 5,4) mm, intensidade de corrente de 3 A, tensão de alimentação de 12 VCC (máx. 15,2 VCC), que atinge entre suas faces uma diferença de temperatura máxima de 67 ºC.



Há uma boa gama de aplicações práticas para tais pastilhas, tanto na informática (refrigeração de gabinetes, de processadores, de chips, etc.), como para caixas de gelo, aquários, etc.



A pastilha Peltier ao ser ligada na fonte de energia elétrica, esquenta em uma das faces e "gela" na outra. Este "gela" requer mais explicações. Na verdade, o que a pastilha apresenta é uma boa diferença de temperatura entre suas faces.

Para exemplificar, com a pastilha que adquiri, vamos admitir que esta diferença seja de 60 ºC. Assim, ao ser ligada em 12 VCC, teremos 60ºC entre as faces da pastilha, ou seja, se a face quente estiver a 90ºC, a face fria estará a 30ºC (90 - 60 = 30). Assim, a face "fria" não estará realmente fria ou gelada, apenas estará 60 ºC abaixo da temperatura da outra face.



Para uma dada intensidade de corrente no elemento Peltier, a diferença de temperatura entre suas faces permanecerá constante.



Agora, se conseguirmos fazer com que a face quente fique permanentemente em 60 ºC, a face fria ficará permanentemente a 0ºC, o que já é um belo "frio"!

Percebe-se, então, que o ´segredo´ é baixar a temperatura da face quente; uma solução é usar um ventilador especial (´cooler´); quanto mais eficiente for o cooler na troca de calor, menos quente ficará esta face e mais gelada ficará a outra.



A face ´gelada´, dependendo do que há no ambiente (interior de um computador, por exemplo), pode trazer problemas secundários, tal qual a de determinar a condensação do vapor de água arrastado pelo ar ambiente, resultando em água líquida escorrendo componente abaixo. Uma nova ventoinha pode ser instalada sobre a pastilha para sanar este problema, pois ela retira o ar gelado que rodeia o dissipador e o joga para dentro do gabinete (caso do computador).



Ilustremos esta montagem experimental:

Nota: Cuidado para que a corrente no dispositivo de demonstração não supere os 3,0 A . Se uma bateria de 6V for utilizada deve-se prever um limitador de corrente através de um resistor de 8 ohms, 10 watts.



EIS O EXPERIMENTO



O dissipador 1 impede a condensação sobre o componente e o cooler 1 arrasta o ar frio


que envolve as aletas do dissipador 1, encaminhando-o para dentro do gabinete. O dissi-

pador 2 troca calor com a face quente da pastilha e o cooler 2 arrasta o ar quente para o

ambiente.


Quanto mais potente (W) for a pastilha mais quente será o lado quente e consequentemente mais difícil será esfriá-lo.

Um módulo didático (feito especialmente para demonstrações) poderá absorver 18 W de potência de uma fonte elétrica de 6,0 VCC sob 3,0 A, exibindo uma variação de temperatura ao redor dos 67oC.







PARA EXPERIMENTAR VEJA OS LINKS ABAIXO:



http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-123058538-pc-ar-condicionado-pastilhas-peltier-termoeletrica-465w-_JM



9 comentários:

  1. existe algum tipo de manual de manutenção desde equipamento de refrigeração
    eu sei q em adega o cunjunto de placas é dsa temperaturas mas tem algum tipo de manual?

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  2. A coisa é tão simples que acredito não haver necessidade de manual. Basta que se pegue uma pastilha, coloque-se um dissipador de cada lado. Na face quente coloca-se um cooler (ventilador soprando em direção ao dissipador para resfresca-lo e na parte fria coloca-se um outro cooler aspirando o ar frio do dissipador para o meio ambiente, se o objetivo for refrigerar o meio ambiente. Obviamente a eficiência do dispositivo será proporcional à potência do mesmo. No caso de refrigeração de processadores, entendo que a parte fria deve ficar em contacto direto com o processador, mas isso depende de experiências porque os processadores esquentam muito e pode ser que a quantidade de energia necessária seja insuficiente para obter-se o efeito desejado, mas se não der certo no que se refere ao contacto direto, pelo menos pode ser util para refrigerar o gabinete ou soprar ar frio para cima do cooler do processador.
    Saudações

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  3. pode usa ele sem o decipador, direto no processador?

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  4. Prezado Diogo
    Eu não conheço um projeto pronto que pudesse garantir o que você deseja. Seriam necessários testes experimentais, mas se a pastilha não tiver por exemplo potência suficiente, pode pelo menos ajudar refrigerando o ar que é impelido para dentro do gabinete. De qualquer forma as ventoinhas convencionais de hoje dão conta do recado quando não se usa over clock. No caso de Over clock ai sim caberiam experiências, mas eu vou pesquisar melhor para te passar uma posição.

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  5. Muito interessante esta tecnologia.
    Gostei.

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  6. Muito bom, parabéns, mal posso esperar para testar essa ideia!!

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  7. Gostaria de saber se é verdade que os purificadores de água com refrigeração por placa eletrônica só conseguem gelar a água até um limite de 15 graus Celsius abaixo da temperatura ambiente? Por exemplo, para uma temperatura ambiente de 35 graus Celsius a água só fica gelada até 35 - 15 = 20 graus Celsius?

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  8. Tenho um purificador de água que usa esta tecnologia. Gostaria de saber se a ventoinha tem que ficar constantemente ligada, ou se ela liga e desliga através de um termostato.

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