הרחבה בנושא TEC ו-Peltier
כדי להבין טוב יותר איך פועל גוף הקירור שעל כרטיס ה-Calibre נסביר כיצד פועל קירור המבוסס על אפקט Peltier. כידוע, זרם חשמלי מורכב מתנועה של חלקיקים הנקראים אלקטרונים; חלקיקים אלו, בעלי מטען שלילי, נעים בחומר בהתאם להפרשי פוטנציאל (מתח) בדומה לאופן בו נעים מים במפל מלמעלה למטה, כאשר הם נמשכים על ידי כח המשיכה (במקביל לאופן בו מושך הפרש הפוטנציאלים את האלקטרונים ממקום למקום ויוצר תנועת מטענים). הגדלת הפרש הפוטנציאלים תגרום כמובן לזרם גדול יותר.
אפקט ה-Peltier מתבסס על העובדה שהעברת זרם בחומר יוצרת תנועה של אלקטרונים, ומאחר שבחומרים מוצקים (ובמקרה זה גרגרי מוליך למחצה) תנועת האלקטרונים היא המנגנון העיקרי להעברת חום, תהיה גם העברת חום מקצה אחד של החומר לקצה שני. המנגנון המלא הוא הרבה יותר מסובך אך משום שלא כולם מעונינים לקרוא פה הרצאות בפיזיקה נסתפק בהסבר הפשטני הזה.
בתמונה זו ניתן לראות כיצד זרם היוצר תנועה של אלקטרונים בחומר גורם להפרשי טמפרטורה בין הצד התחתון לצד העליון.
הרכיב בגוף הקירור שלנו פועל בצורה זהה – אם ניקח הרבה יחידות קטנות כפי שתיארנו כאן ונסדר אותן כך שכולן יקלטו חום בצד אחד ויפלטו אותו בצד השני, נוכל לקבל מעין לוחית קטנה שתיצור לנו גוף קירור טוב למדי (לפחות באופן תיאורטי). ואכן, אם נפרק את גוף הקירור שלנו נראה כי הלוחית אותה אנו מתארים נראית כך:
הזרם עובר דרך שני החוטים ויוצר הפרשי טמפרטורה בין הצד העליון לתחתון, לכן נחבר את הצד הקר למעבד החם שלנו ואת הצד החם לגוף הקירור, שיפזר את החום. בשלב זה רבים מביניכם ודאי שואלים את עצמם מדוע בכלל צריך גוף קירור, שכן המעבד כבר מקורר באמצעות ה-TEC? התשובה היא שגם לרכיב ה-TEC ישנן מגבלות טמפרטורה וללא קירור מספק הוא עצמו עלול להשרף. יחד עם זאת, ה-TEC עדיין מסוגל לעבוד בטמפרטורות גבוהות מאוד כך שניתן להרכיב עליו גוף קירור קטן יחסית ועדיין לקרר את המעבד בצורה ראויה.
הזכרנו קודם כי על ידי העלאת הזרם העובר דרך רכיב ה-TEC, ניתן להגביר את יעילות הקירור שלו, אם כן, למה שלא נעלה את הזרם עוד ועוד ובכך נוריד עוד יותר את טמפרטורת המעבד? הסיבה לכך נעוצה במגבלות הפיזיות של הרכיב, שכן אם נעביר דרכו זרם גבוה מדי הדבר יגרום לחימום יתר ושריפת הרכיב. כעת אנו מגיעים לבעיה העיקרית של כל נושא ה-TEC, והיא יעילותם של הרכיבים הללו, אשר לרוב אינה עולה על 10% (באופן גס ניתן לומר שעל כל עליה של יחידת זרם, מתקבלת ירידה של 0.1 מעלות). לעומת זאת, מערכות קירור אחרות, כגון זו של המקרר הביתי, מגיעות ליעילות של כ-50%, מה שהופך אותן להרבה יותר כדאיות לשימוש (במקרים בהם אכן ניתן להשתמש בהן). כמו כן, ההספקים הדרושים להפעלת רכיב TEC ברמה שאכן תקרר רכיבים אלקטרוניים חמים הם גבוהים למדי ודורשים השקעה בספק כח רב עוצמה.
עד לשנים האחרונות, השימוש העיקרי של רכיבי TEC היה בתעשיות צבאיות ובלווינים, בהם יש צורך ברכיבים קרים "בכל מחיר" וללא מגבלות גודל. מאחר וב-TEC אין רכיבים נעים, הוא מתאים בדיוק לשימושים אלו.
לאחרונה סוג קירור זה הגיע גם לשוק הצרכני אך טרם צבר תאוצה רבה, בעיקר בשל החסרונות שהזכרנו. בעבר אף ניסתה חברה ישראלית לשווק קירור מסוג זה לקהל הרחב (אותו סיקרנו כאן באתר), אך כפי שאתם ודאי מבינים המוצר לא זכה להצלחה רבה ונשאר בגדר קונספט מעניין שלא הצליח להתרומם.
מי שחפץ להרחיב את הידע שלו בנושא יכול להעזר במאמר בויקיפדיה, אך אנו חייבים להזהיר שלפני הקריאה מומלץ להצטייד ברקע המתאים בפיזיקה.
