Stress termico componenti

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(per i cavi c'è una sezione dedicata)
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organist
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Stress termico componenti

#1 Messaggio da organist » 21/01/2020, 18:32

Buonasera.
Avevo letto nel sito di Mario Bon, e anche qui sul forum, che sarebbe meglio quando si accende l'impianto, ascoltare per i primi minuti a basso volume; in questo modo il ferrofluido dei tweeter si scalda, se c'è umidita evapora, e le sospensioni iniziano a muoversi in maniera meno "traumatica".
Pero mi chiedevo, dal punto di vista della circuitazione e quindi dei componenti passivi dell'amplificatore (ed eventualmente dei crossover dei diffusori), c'è una qualche differenza di "affidabilita" fra usarli da subito al massimo o lasciarli "scaldare" dolcemente?
Chiaramente sò che alcuni componenti raggiungono le specifiche elettriche ottimali ad una certa temperatura, ma io chiedevo se dal punto di vista dello stress termico e dell'affidabilita dei componenti fa una qualche differenza riscaldarli "lentamente" in 15/30 minuti piuttosto che dare alta potenza da subito?
Una saldatura, o un involucro di un transistor, reagiscono alla dilatazione termica in maniera differente se scaldati rapidamente o lentamente?

Grazie

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TomCapraro
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Re: Stress termico componenti

#2 Messaggio da TomCapraro » 21/01/2020, 20:53

organist ha scritto:Buonasera.
Avevo letto nel sito di Mario Bon, e anche qui sul forum, che sarebbe meglio quando si accende l'impianto, ascoltare per i primi minuti a basso volume; in questo modo il ferrofluido dei tweeter si scalda, se c'è umidita evapora, e le sospensioni iniziano a muoversi in maniera meno "traumatica".
Pero mi chiedevo, dal punto di vista della circuitazione e quindi dei componenti passivi dell'amplificatore (ed eventualmente dei crossover dei diffusori), c'è una qualche differenza di "affidabilita" fra usarli da subito al massimo o lasciarli "scaldare" dolcemente?
Chiaramente sò che alcuni componenti raggiungono le specifiche elettriche ottimali ad una certa temperatura, ma io chiedevo se dal punto di vista dello stress termico e dell'affidabilita dei componenti fa una qualche differenza riscaldarli "lentamente" in 15/30 minuti piuttosto che dare alta potenza da subito?
Una saldatura, o un involucro di un transistor, reagiscono alla dilatazione termica in maniera differente se scaldati rapidamente o lentamente?

Grazie

Lo shock termico (aumento molto rapido della temperatura) vale per qualsiasi componente elettronico.
La cosa si acuirebbe nel momento in cui il componente presenta una difformità interna nella distribuzione del calore, questa cosa potrebbe provocare la deformazione del componente.
saluti, Tom

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organist
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Re: Stress termico componenti

#3 Messaggio da organist » 21/01/2020, 21:53

Quindi in pratica c'e una differenza fra un componente che si riscalda molto rapidamente (partendo da una situazione in cui è "freddo") e lo stesso che si riscalda piu lentamente?..

Ci sono degli studi a riguardo?

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Re: Stress termico componenti

#4 Messaggio da TomCapraro » 21/01/2020, 21:57

organist ha scritto:Quindi in pratica c'e una differenza fra un componente che si riscalda molto rapidamente (partendo da una situazione in cui è "freddo") e lo stesso che si riscalda piu lentamente?..

Ci sono degli studi a riguardo?
Paradossalmente l'aumento di temperatura rapido farebbe raggiungere prima la temperatura di esercizio (condizione termica ideale) quindi diminuirebbero i tempi a discapito di eventuali shock termici (nel peggiore dei casi)
Opterei per il riscaldamento progressivo...e non troppo rapido.
Sugli studi specifici dovrebbe esserci qualcosa, ma per logica (evoluzione e caratteristiche termiche dei componenti) è cosi.
saluti, Tom

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Re: Stress termico componenti

#5 Messaggio da organist » 21/01/2020, 22:00

Grazie Tom!

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Re: Stress termico componenti

#6 Messaggio da MarioBon » 22/01/2020, 16:18

Quello che uccide i componenti è il numero di cicli termici ovvero il numero di passaggi dal freddo al caldo e viceversa.
Dato che tutti i materiali riscaldati si dilatano e raffreddati si restringono, il ciclo termico corrisponde ad una sollecitazione meccanica.
Si applica la ben nota legge del filo di ferro.
Se invece un componente è mantenuto a temperatura costante o poco variabile (all'interno delle sue specifiche) è soggetto a stress meccanico inferiore e dura di più.

Per quanto riguarda un riscaldamento repentino, l'effetto dipende da come si propaga il calore. Se certe parti si scaldano più di altre si introduce uno stress meccanico che può danneggiare il componente. Quindi è meglio scaldarlo progressivamente in modo che il calore si diffonda senza generare stress meccanici.

Per fare un esperimento si può prendere un bicchiere di vetro e scaldarlo solo in una zona ristretta.
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Re: Stress termico componenti

#7 Messaggio da organist » 22/01/2020, 18:51

Grazie!

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Re: Stress termico componenti

#8 Messaggio da Markrates » 23/01/2020, 11:51

organist ha scritto: Pero mi chiedevo, dal punto di vista della circuitazione e quindi dei componenti passivi dell'amplificatore (ed eventualmente dei crossover dei diffusori), c'è una qualche differenza di "affidabilita" fra usarli da subito al massimo o lasciarli "scaldare" dolcemente?
Chiaramente sò che alcuni componenti raggiungono le specifiche elettriche ottimali ad una certa temperatura, ma io chiedevo se dal punto di vista dello stress termico e dell'affidabilita dei componenti fa una qualche differenza riscaldarli "lentamente" in 15/30 minuti piuttosto che dare alta potenza da subito?
Una saldatura, o un involucro di un transistor, reagiscono alla dilatazione termica in maniera differente se scaldati rapidamente o lentamente?

Grazie
La dilatazione termica non coinvolge mai un componente elettronico, se così fosse avremmo la frantumazione delle giunzioni interne del silicio. Le strutture di IC, transistors, diodi, ecc. sono studiate e realizzate per minimizzare l'interferenza elettrica in funzione della temperatura (a parte i componenti ciofeca), basti pensare che le connessioni interne di un IC sono a livello centesimale, se l'IC si dilatasse avremmo la distruzione immediata del componente. I parametri da considerare sono il coefficiente di dissipazione e l'inerzia termica, questi parametri vengono considerati in fase progettuale per evitare lo smisurato innalzamento termico che porterebbe alla distruzione del componente. Molti componenti elettronici superano i 150°C senza manifestare alcun problema, altri come i condensatori elettrolitici di qualità i 100°C. Un buon amplificatore, ben progettato dovrebbe avere una condizione termica che non permetta temperature interne superiori agli 80°C sul dissipatore di calore dei finali di potenza.

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Re: Stress termico componenti

#9 Messaggio da organist » 23/01/2020, 14:42

Io davo per scontato che fosse il calore la causa principale dei guasti in un circuito.. oltre ai condensatori elettrolitici che vanno fuori specifiche nel tempo (fenomeno accellerato sempre dal calore..).

Lasciando perdere le valvole che con il tempo si consumano, i normali componenti a stato solido (eccetto gli elettrolici) dovrebbero mantenere (se utilizzati secondo i dati di progetto) le loro caratteristiche fisiche ed elettriche nel tempo... o no?

Sarebbe interessante a questo punto stilare una serie di elementi "esterni" anche autoindotti come il calore (quindi escludendo ad esempio un circuito che viene sovralimentato) che potrebbero indurre un guasto...

Parto io, correggetemi se sbaglio:

Calore: le dilatazioni dei terminali, ciclicamente potrebbero indurre fratture nelle saldature dei circuiti stampati (avevo letto qualcosa a riguardo), e inoltre può accellerare l'asciugatura dell'elettrolita nei condensatori (la mia domanda iniziale era interessata proprio al fenomeno delle saldature che si fratturano, ovvero se un riscaldamento repentino oppure lento fa qualche differenza nell'accellerare o limitare una frattura, dando comunque per scontato che in entrambi i casi i metalli si dilatano nella stessa "quantita")

Umido: puo creare ossidazioni e corrosioni

Polvere: se conduttiva puo creare un gran casino nel caso si depositi sulle piste..

Casi limite:
Raggi uv del sole possono indurre errori o cancellare le EPROM con finestrella aperta

Radiazioni nucleari: presumo agiscano a livello atomico distruggendo chip, cpu, microprocessori memorie ecc.

Avevo letto da qualche parte anche che un fulmine che cade nelle vicinanze è in grado di generare un campo di elettricita statica ed elettromagnetismo tsli da distruggere componenti sensibili SENZA che gli apparati che li contengano siano collegati alla rete elettrica..

Altri non me ne vengono in mente...

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MarioBon
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Re: Stress termico componenti

#10 Messaggio da MarioBon » 23/01/2020, 15:18

Effetto Corrington (brillamento solare) : se intenso brucia tutto.
https://it.wikipedia.org/wiki/Evento_di_Carrington

Elettromigrazione: quando le correnti all'interno di un chip sono troppo elevate le piste di consumano fino ad interrompersi (una delle prime cause di guasto nelle CPU).
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