ارتفاع درجة الحرارة (الكهرباء)

صورة توضح كيفية انفجار دائرة متكاملة
تنفجر الدائرة المتكاملة.

ارتفاع درجة الحرارة ظاهرةٌ تحدث نتيجة ارتفاع درجة حرارة الدائرة الكهربائية . يُسبب ارتفاع درجة الحرارة تلفًا لمكونات الدائرة، وقد يؤدي إلى نشوب حريق أو انفجار أو إصابات. عادةً ما يكون التلف الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة غير قابل للإصلاح، والطريقة الوحيدة لإصلاحه هي استبدال بعض المكونات.

الأسباب

عند ارتفاع درجة الحرارة، ترتفع درجة حرارة الجزء فوق درجة حرارة التشغيل . يمكن أن يحدث ارتفاع درجة الحرارة في الحالات التالية:

قد يحدث ارتفاع درجة الحرارة نتيجة أي عطل عرضي في الدائرة الكهربائية (مثل قصر الدائرة أو شرارة كهربائية)، أو نتيجة تصميم أو تصنيع خاطئ (مثل عدم وجود نظام تبريد مناسب). وبسبب تراكم الحرارة، يصل النظام إلى حالة توازن بين تراكم الحرارة وتبديدها عند درجة حرارة أعلى بكثير من المتوقع.

التدابير الوقائية

استخدام قاطع الدائرة أو المصهر

عطل في الدائرة المتكاملة في جهاز كمبيوتر محمول. تسبب جهد الإدخال الخاطئ في ارتفاع درجة حرارة الشريحة بشكل كبير وانصهار الغلاف البلاستيكي.
شاشة معطوبة ومشوشة على جهاز كمبيوتر محمول مخصص لمحطة عمل، مزود ببطاقة رسومات معيبة تعرضت لارتفاع شديد في درجة الحرارة نتيجة استخدامها في بيئة حارة.
نفس الكمبيوتر المحمول يفشل في العمل بشكل صحيح بسبب عيب بطاقة الرسومات المذكور أعلاه، مما يؤدي إلى تعطل نظام التشغيل وعرض شاشة الموت الزرقاء (وإن كانت مصحوبة بتشوهات رسومية ) على الشاشة.

يمكن تركيب قواطع الدائرة الكهربائية على أجزاء من الدائرة الكهربائية، موصولةً على التوالي مع مسار التيار الذي ستؤثر عليه. إذا مرّ تيار كهربائي أعلى من المتوقع عبر قاطع الدائرة، فإنه "يفصل" الدائرة ويوقف التيار تمامًا. يُعدّ المصهر نوعًا شائعًا من قواطع الدائرة الكهربائية، ويعتمد في عمله على التأثير المباشر لتسخين جول . يُركّب المصهر دائمًا على التوالي مع مسار التيار الذي سيؤثر عليه. يتكون المصهر عادةً من سلك رفيع. عندما يمرّ تيار كهربائي أعلى من التيار المقنن عبر المصهر، ينصهر السلك ويقطع الدائرة.

استخدام أنظمة تبديد الحرارة

تستخدم العديد من الأنظمة فتحات أو شقوق تهوية في صندوق الجهاز لتبديد الحرارة. وغالبًا ما تُثبّت مشتتات حرارية على أجزاء الدائرة التي تُنتج معظم الحرارة أو المعرضة لها. كما تُستخدم المراوح في كثير من الأحيان. وتُحفظ بعض الأجهزة ذات الجهد العالي مغمورة في الزيت. وفي بعض الحالات، قد يتطلب الأمر نظام تبريد مثل مكيفات الهواء أو مضخات التبريد الحرارية لإزالة الحرارة الزائدة .

التحكم ضمن تصميم الدوائر

أحيانًا، تُصمم دوائر خاصة لغرض استشعار درجة الحرارة أو الجهد والتحكم بهما. وتُستخدم أجهزة مثل الثرمستورات ، والمقاومات المعتمدة على الجهد ، ومنظمات الحرارة ، وأجهزة الاستشعار مثل مقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء ، لتعديل التيار وفقًا لظروف مختلفة مثل درجة حرارة الدائرة وجهد الإدخال.

التصنيع السليم

لأغراض محددة في قطعة من المعدات الكهربائية أو جزء منها، تُستخدم مواد ذات نوع وحجم محددين، وبمواصفات مناسبة للجهد والتيار ودرجة الحرارة. ولا تُخفض مقاومة الدائرة الكهربائية إلى أدنى حد ممكن. أحيانًا، توضع بعض المكونات داخل اللوحة والعلبة، مع الحفاظ على مسافة مناسبة بينها، لتجنب التلف الناتج عن الحرارة أو قصر الدائرة. ولمنع قصر الدائرة، تُستخدم أنواع مناسبة من الموصلات الكهربائية والمثبتات الميكانيكية.

انظر أيضاً

مراجع