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EO POWER/AUTOMOTIVE - MAGGIO 2025 XXXI THERMAL MANAGEMENT possibile la temperatura del dispositivo. Il montaggio all’esterno della scatola delle apparecchiature è sempre da preferire a quello interno. Tuttavia, se le condizioni impongono un montaggio interno occorre dotare il si- stema di adeguata circolazione d’aria. Il componente che necessita di raffreddamento cede il proprio calore al dis- sipatore attraverso un contatto diretto, per conduzione. Il dissipatore, a sua volta, disperde questo calore all’am- biente circostante, tipicamente costituito da aria, per convezione. La progettazione del dissipatore è una vera e propria opera d’arte e l’utilizzo di materiali ad alta con- duttività termica, come il rame e l’alluminio, può migliorare in modo importante il trasfe- rimento di calore. La figura 1 mostra il diver- so comportamento di tre dissipatori realizzati con materiali caratterizzati da diversi coeffi- cienti di conduttività termica, ossia: • il primo dissipatore è di acciaio, con una conduttività termica di 61 mW/mm * °C; • il secondo dissipatore è di zinco, con una conduttività termica di 112 mW/mm * °C; • il terzo dissipatore è di argento, con una conduttività termica di 420 mW/mm * °C. Attualmente la maggior parte degli elemen- ti dissipativi è costruito in rame o alluminio mentre, ovviamente, l’argento sarebbe troppo costoso. La simulazione in figura è eseguita a una temperatura d’ambiente di 27°C e mostra, chiaramente, le differenze della resa tra i di- versi materiali. L’acciaio, come si nota, è carat- terizzato da una bassa conduttività termica per cui, la maggior parte del calore resta “intrap- polato” in prossimità del dispositivo elettro- nico, con ovvi rischi di alterazione. L’argento, invece, è caratterizzato da una elevata condut- tività termica per cui il calore è ben distribuito su tutta la superficie del dissipatore e, poi, tra- smesso nell’aria per via convettiva. Anche le dimensioni e la superficie esposta in aria determina, in modo decisivo, l’efficienza di un dissipatore e il trasferimento del calore dal componente elettronico all’ambiente. La maggior parte dei dissipatori sono realizzati in alluminio perché esso è un ottimo conduttore di calore ed è leggero. Il design di un dissipa- tore di calore dipende dalla potenza nomina- le da dissipare, dalla temperatura ambiente e dallo spazio disponibile per il progetto. Esso è costituito da alette che aumentano la super- ficie esposta all’aria per il raffreddamento. La loro forma fisica è rivolta a ottimizzare la superficie esposta. Certamente la superficie di scambio del calore è determinante, maggiore è la superficie e mi- nore è la resistenza termica del dissipatore ma occorre sempre un giusto rapporto tra le dimensioni del compo- nente elettrico da raffreddare e la superficie radiante del dissipatore stesso. La resistenza termica di un radiatore rispetta i dati di targa solo se esso è utilizzato nel modo migliore. Tale parametro dipende dalle dimensioni (su- perficie, spessore), dalla forma fisica, dal materiale, dal colore, dallo stato igienico della superficie e dall’orienta- mento. La figura 2 mostra un’altra simulazione termica Fig. 2 - La geometria e la superficie esposta del dissipatore influiscono sulla sua capacità di dissipare il calore Fig. 3 - La distribuzione della temperatura in un pacco batterie